[发明专利]一种LDH处理有机废水后的废弃物的回收方法及其产品和用途

说明书

本发明公开了一种LDH处理有机废水后的废弃物的回收方法及其产品和用途，包括：（1）将层状双金属氢氧化物LDH投入含高浓度有机物的有机废水中，利用LDH吸附废水中的有机物，吸附完成后通过固液分离将吸附沉淀物取出，再经过预处理得到烘干的固体O‑LDH废弃物；（2）将固体O‑LDH废弃物导入耐高温的瓷制容器中，在管式炉中于保护气环境下进行裂解，获得石墨烯负载型材料G‑LDO产物。本发明对吸附有机物后的废弃物进行裂解，使其转化为高附加值的石墨烯负载型材料，石墨烯负载型材料用于吸附材料、锂电池电极、超级电容器、光催化、杀菌抑菌等领域中，实现以废治废并降低CO₂的排放，达到了对吸附产物的环保高资源化利用。本发明方法简单易行，环保无二次污染。

技术领域

本发明属于废水治理与再利用技术领域，具体涉及一种LDH处理有机废水后的废弃物的回收方法及其产品和用途。

背景技术

层状双金属氢氧化物(Layers double hydroxide，LDH)，一类二维阴离子黏土矿物，是由带正电荷主层板，层间阴离子及水分子构成。LDH因具有较大的比表面积、层间离子可交换性，以及高温煅烧后产物双金属氧化物(Layered double oxide，LDO)在阴离子溶液中能恢复LDH结构的“记忆效应”等特性，已被广泛应用于环境污染物治理方面，尤其在有机污染物治理越发成熟，通过吸附废水中有机阴离子实现有机污染物的高效去除从而净化废水。目前已有多篇文献研究出LDH对各类有机污染物的吸附效果，包括：MgAl-LDH通过表面吸附作用将偶氮染料亮黄固定，其吸附量高达115mg·g^-1；CaAl-LDH类阴离子黏土可通过阴离子交换作用对十二烷基硫酸钠(SDS)进行去除，吸附量为1058mg·g^-1；将MgAl-LDH高温煅烧后产物对活性艳橙进行去除，发现煅烧后产物能恢复LDH层状结构，吸附容量为492mg·g^-1。

但是在有机废水处理中，使用后的已饱和进而失效的LDH属于吸附废弃物(主要为有机修饰的层状双金属氢氧化物O-LDH)，会对环境产生二次污染，所以需要进行二次处理。

现有技术中，为了防止二次污染同时实现废物资源化回收，利用LDH的“记忆效应”，将吸附废弃物直接高温煅烧分解为LDO和CO₂等，由于LDO在一定条件下能够重新吸收水和阴离子部分恢复为LDH，从而实现废物再利用。但是上述过程中会产生大量的CO₂等温室气体需要进行收集处理，再次产生二次污染。此外高温煅烧方法无法实现吸附剂的完全再生，其再生的吸附剂附加值低，且随着吸附的继续再生效果逐渐降低，并且仍然存在废弃吸附剂二次污染的问题。

所以，需要开发一种对层状双金属氢氧化物使用后失效的废吸附剂进行回收新方法，实现废吸附剂的高附加值回收，同时避免二次污染。

发明内容

针对现有技术中的不足与难题，本发明旨在提供一种有效利用LDH吸附有机废水污染物后产生的吸附废弃物，通过裂解等一系列反应将O-LDH有效转化为石墨烯负载型材料(G-LDO)，同时降低了CO₂的排放，达到对吸附产物的环保高资源化利用。本发明方法简单易行，环保无二次污染，同时回收制备废产物附加值高，可用于废水治理。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种LDH处理有机废水后的废弃物的回收方法，该方法步骤包括：

(1)将层状双金属氢氧化物LDH投入含高浓度有机物的有机废水中，利用LDH吸附废水中的有机物，吸附完成后通过固液分离将吸附剂沉淀物取出，再经过预处理得到烘干的固体O-LDH废弃物；

(2)将步骤(1)产生的固体O-LDH废弃物导入耐高温的瓷制容器中，在管式炉中于保护气环境下进行裂解，获得石墨烯负载型材料G-LDO产物。

优选地，步骤(2)中所述的管式炉最高温度为500～700℃，保护气为N₂，通气速率100mL/min。