[发明专利]锌铝二元水滑石及其作为光催化材料降解甲基紫的应用

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种水滑石及其应用，特别涉及一种锌铝二元水滑石及其作为光催化材料降解甲基紫的应用。

(二)背景技术

当前化工行业中，印染工业由于高污染、废水难处理，一直被普遍关注。染料废水色度高、化学成分复杂、生化性差，且含有多种具有生物毒性或“三致”性能的有机物，难以按常规方法处理。有机阳离子型染料是实际使用的染料中重要的一种，又称盐基染料和碱性染料。甲基紫(Methyl Violet)属于有机阳离子染料，分子式为：C₂₅H₃₀N₃Cl，结构如式(I)所示。其染料废水若不经过处理直接排放到环境中，将会造成恶劣的影响。

层状阴离子粘土(Layered Double Hydroxides，简称LDHs)是一类具有特殊层状构型的功能材料，主要包括水滑石、类水滑石和插层水滑石。其通式为：[M²⁺_1-x M³⁺_x (OH)₂](A^n-)_x/n·mH₂O]，结构非常类似于水镁石Mg(OH)₂。其中M²⁺和M³⁺分别代表二价和三价金属阳离子，位于主体层板上；下标x为金属元素的含量变化，A^n-代表层间可交换的阴离子，如NO₃^-、CO₃^2-等。由于层板结构的特殊性，可以对层板阳离子种类和配比进行优化，或是在层间引入各种阴离子，使得水滑石应用领域扩宽。而水滑石因其结构的特殊性，不仅自身具有一定的光催化活性，又能与其他光催化材料较好地进行复合，是一种新型、高效、环保的光催化材料。

(三)发明内容

本发明目的是提供一种锌铝二元水滑石及其作为光催化材料降解甲基紫的应用。

本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种锌铝二元水滑石，所述水滑石化学通式为[Zn²⁺_1-xAl³⁺_x(OH)₂](CO₃^2-)_x/2·mH₂O]，其中x为Al³⁺/[Al³⁺+Zn²⁺]的摩尔比，0.2≤x≤0.33，m为结晶水数量，2≤m≤6。

所述水滑石化学通式优选为[Zn²⁺_0.75Al³⁺_0.25(OH)₂](CO₃^2-)_0.125·4H₂O]。

本发明所述的水滑石通常按如下方法制备：取Zn(NO₃)₂·6H₂O(0.3mol)和Al(NO₃)₃·9H₂O(0.1mol)溶于300ml水中，配制成溶液A，将0.8molNaOH和0.05molNa₂CO₃溶于300ml水中，配制成溶液B，将溶液A和溶液B分别滴加到100ml的去离子水中，保持1滴/秒的滴加速度，恒温40℃下强烈搅拌，保持pH值在9～10之间，滴加完毕后继续搅拌60min，于65℃晶化18h，离心，沉淀洗涤至中性，85℃干燥12h后得到ZnAl-LDHs样品，其中锌铝比为3∶1，即x为0.25，m为4，化学通式为

[Zn²⁺_0.75Al³⁺_0.25(OH)₂](CO₃^2-)_0.125·4H₂O]。

另一方面，所述的锌铝二元水滑石作为降解甲基紫光催化材料的应用。