[发明专利]一种改性双金属氧化物的制备及应用

说明书

本发明公开了一种吸附水体中孔雀石绿的改性双金属氧化物的制备方法。首先分别以六水合硝酸镁、九水合硝酸铝、尿素、十二烷基苯磺酸钠为原料，通过一步水热合成法制得十二烷基苯磺酸钠改性的层状双金属氢氧化物。经过清洗干燥后，再将产物放入管式炉中，在氮气保护下高温碳化，得到灰白色的改性双金属氧化物。该材料对孔雀石绿显示了优异的吸附性能，具有制备过程简便、环保等优点，在水处理技术领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于无机-有机复合材料技术领域，具体涉及一种改性双金属氧化物MgAl-LDO/C的制备方法，此材料可应用于水中孔雀石绿(MG)的吸附。

背景技术

染料是工业废水中污染最严重的部分，我国每年产生的染料废水超过700,000吨，其中约有1000吨染料废水被排放到水体系统中，对人类健康和水生生物的生长构成巨大威胁。孔雀石绿(MG)是一种典型的三苯甲烷类化合物，作为碱性阳离子染料广泛应用于纺织工业中。此外，MG还被作为抗菌剂和杀寄生虫剂应用在水产养殖业中。由于其致癌、致突变和致畸性，直接将MG排入水体，将威胁水生生物的生长和繁殖，且可造成人体肝、肾和肠的不可逆损伤。

目前用于处理染料废水的技术主要包括物理吸附、化学沉淀、氧化还原、过滤、电解和离子交换等。其中，吸附法以其效果可观、操作简单、无二次污染等优点得到广泛的认可。在吸附剂的选择上，与昂贵且不可再生的氧化石墨烯、碳纳米管和沸石等材料相比，以来源广泛、价格低廉的水合硝酸盐作为原材料制备得到的双金属氢氧化物、双金属氧化物具有广阔的应用前景。

针对以上问题，本发明制备了一种碳修饰双金属氧化物复合材料用于水中MG的吸附去除，吸附剂的制备方法不但简单环保，成本低廉，而且制备得到的吸附剂对MG具有优异的吸附性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于吸附水中MG的改性双金属氧化物的制备方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种碳修饰双金属氧化物MgAl-LDO/C的制备方法，包括以下步骤：准确称取0.4103g Mg(NO₃)₂·6H₂O，0.2001gAl(NO₃)₃·9H₂O，加入到50mL水中，超声使块状的固体溶解，再加入0.4805g尿素继续进行搅拌使其形成均一的透明液体，记为溶液A，称取10-20mmol十二烷基苯磺酸钠(SDBS)溶于30mL水中，使其充分溶解，记为溶液B，将充分混合的溶液A与溶液B继续搅拌30min，然后将溶液转移到100mL的水热合成釜中，150℃下反应6-8h，反应结束后将产物离心，用去离子水和无水乙醇反复多次充分洗涤，80℃下真空干燥12h得到SDBS修饰的层状双金属氢氧化物MgAl-LDH/SDBS；将烘干后的产物置于管式炉中，在400-450℃氮气保护下煅烧2h，冷却至室温，得到灰白色的改性双金属氧化物MgAl-LDO/C。

将制备的改性双金属氧化物应用于水中MG的吸附去除，离心分离出负载MG的吸附剂，上清液通过紫外-可见分光光度计测量剩余MG的浓度。

进一步的，吸附时间为10-360min。优选的，恒温震荡360min。

进一步的，水样的pH为5-9。

本发明相比现有技术的有益效果为：

1、与未经过高温碳化的层状双金属氢氧化物MgAl-LDH/SDBS相比，本发明所述的改性双金属氧化物MgAl-LDO/C对MG具有更强的吸附性能。

2、本发明所述的改性双金属氧化物MgAl-LDO/C采用水热合成法制得，无需使用有机溶剂，制备方法简单、省时，条件易控，产率高，原材料易得低廉，大大降低吸附剂的制备成本。