一种木质素磺酸盐插层水滑石的应用制造技术

本发明专利技术提供了一种木质素磺酸盐插层水滑石的应用，该木质素磺酸盐插层改性类水滑石，化学表示式为Mg2A1-LS-LDH，是将C20H24Na2O10S2通过共沉淀方法插层到Mg2A1-LDHs水滑石层间得到的，该Mg2A1-LS-LDH适合用作吸附废水溶液中吡啶的吸附剂。用该吸附剂吸附吡啶在pH值为2-12，25℃～70℃温度下25～27h达到吸附平衡。该吸附剂适用于吡啶浓度为25～400mg/L的废水溶液；吸附剂的吸附量为115～160mg/g，吸附率为60～88％。该吸附剂具有吸附容量大，操作简便等特点。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及水处理
，具体涉及将木质素磺酸盐插层改性类水滑石用作吸附剂去除废水中吡啶的应用。
技术介绍
：吡啶是一种有毒的有机溶液，也是杂环化合物中最具代表性的。吡啶目前广泛存在于化工、医药工业、木材防腐以及染料、农药生产等工业废水中。在医药工业废水中吡啶的浓度范围在20至300mg/L。吡啶对呼吸道有强烈刺激作用，对神经有致毒作用，对眼角膜有损害，有明显的致畸变性等危害，而且吡啶能够长时间的存在于土壤当中不易降解。因此对含有吡啶废水的处理是非常重要的。目前工业上去除废水中的吡啶主要包括焚烧法、膜分离法以及吸附等方法。在实验过程中也有许多处理含吡啶废水的方法。[1]文献Clean–Soil,Air,Water2012,40(1),45–53中PedroAlonso-Davila等人通过利用活性炭来吸附吡啶，实验得出在不同pH条件下活性炭对吡啶的吸附量，最佳pH值为10。但是吸附效果不佳，吸附量仅为70mg/g左右。[2]文献D.Mohanetal./Carbon42(2004)2409–2421DineshMohan等人通过活性炭吸附吡啶，吸附量大约为50mg/g。上述方法都在处理吡啶废水过程中都存在一定的问题，如实验操作复杂，条件苛刻，分离困难等。所以找到一种成本低，去除率高，操作简便的吸附材料已经引起了广泛的关注和研究。近年来层状双羟基复合金属氢氧化物(LDHs，类水滑石)得到了人们广泛的关注和研究。LDHs具有记忆效应、高的比表面积、较好的离子交换能力和层间阴离子可交换性等性能，正是由于这些有利的性能使它在吸附脱除废水中阴离子型污染物方面具有广泛的应用前景。通过阴离子表面活性剂插层改性后的LDHs表面由亲水性变为疏水性，其层板间距也有所增加，这样使得插层改性后的LDHs对疏水性有机污染物的吸附增溶得到提高。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种木质素磺酸盐插层改性类水滑石的用途，即将其用作吸附废水溶液中吡啶的吸附剂。本专利技术提供的木质素磺酸盐插层改性类水滑石，化学表示式为Mg2A1-LS-LDH。是将木质素磺酸钠(C20H24Na2O10S2,简写为SLS)，通过共沉淀方法插层到Mg2A1-LDHs水滑石层间制备得到的。所述的Mg2A1-LS-LDH和未插层的Mg2A1-LDHs相比，插层后表面由亲水性变为疏水性，有利于吡啶的吸附增溶。而且通过实验可知未插层的水滑石Mg2A1-LDHs在相同条件下吸附率只有36％，插层后的水滑石Mg2A1-LS-LDH的吸附率达到85％。Mg2A1-LS-LDH用于吸附废水溶液中的吡啶的具体方法如下：按吸附剂与废水中所含吡啶的质量比为1.5-24：1的比例，将吸附剂加入到废水溶液中，磁力搅拌，用浓度为1-2mol/L稀盐酸或氢氧化钠溶液调节pH值为4-12，在30℃～60℃温度下25～27h达到吸附平衡，滤出吸附剂。该方法适用于吡啶浓度为25～400mg/L的废水溶液。采用美国安捷伦公司的1260型高效液相色谱在波长254nm处对吸附增溶后溶液中残留的吡啶进行定量分析，测得吸附剂的吸附量达到57.85～160mg/g，吸附率达到60～88％。与目前现有的吡啶废水处理方法相比，例如：膜分离法、生物降解法。本吸附剂及吸附方法具有两个特点：1.操作简单，对操作技能要求不高，2.达到吸附平衡的时间仅为25～27h。本专利技术的特点是：首次发现了采用插层改性产物Mg2A1-LS-LDH对水溶液中吡啶具有较高的吸附增溶性能，将该种吸附剂用于处理含吡啶的水溶液，为处理含吡啶废水的污染问题提供了一类高效的吸附增溶材料和较好的吸附条件。目前使用木质素磺酸盐插层改性类水滑石来作为吸附剂去除废水中吡啶的应用未见文献报道。附图说明图1是实施例1得到的Mg2A1-LS-LDH吸附吡啶的动力学曲线图。具体实施方式实施例1制备Mg2A1-LS-LDH：将木质素磺酸钠2.03g，硝酸锌5.63g和硝酸镁7.69g放入四口瓶中，再加入脱CO2的去离子水充分搅拌配成溶液。在N2保护及搅拌条件下，滴加2mol的氢氧化钠使溶液的pH值始终保持9±1恒定，85℃条件下10小时，离心干燥，得到Mg2A1-LS-LDH。量取100mL浓度为100mg/L的吡啶溶液置于锥形瓶中，在pH＝6，T＝55℃，加入0.06g上述制备的Mg2A1-LS-LDH，磁力搅拌并从1小时开始定时抽取少量反应液，过滤得到上层清夜，用高效液相色谱在波长为254nm处测定吡啶剩余含量，测定结果见图1，由图1可以看出在27h时达到吸附平衡，此时平衡吸附量为141.48mg/g。与文献[1]和[2]相比吸附量是它们的2倍左右。实施例2量取100mL吡啶浓度为100mg/L的溶液分别置于锥形瓶中，在55℃和30℃条件下，在锥形瓶中分别放入0.06g实施例1制备的Mg2A1-LS-LDH，用HCl调节pH值，使溶液的pH为4，磁力搅拌27小时后取样用0.22μm的过滤头过滤得到上层清夜，用高效液相色谱在波长为254nm处测定吡啶剩余含量，结果显示Mg2A1-LS-LDH吸附吡啶的吸附量分别为100.44mg/g和57.85mg/g。与文献[2]相比，本实验的吸附量要大于文献中的吸附量。实施例3量取100mL吡啶浓度为100mg/L的溶液置于锥形瓶中，在锥形瓶中放入0.06g实施例1制备的Mg2A1-LS-LDH，用HCl调节瓶中的pH值，使溶液的pH为12，在60℃条件下进行吸附，27小时后取样用0.22μm的过滤头过滤得到上层清夜，用高效液相色谱在波长为254nm处测定吡啶剩余含量，结果温度为60℃条件下Mg2A1-LS-LDH吸附吡啶的吸附量是101.53mg/g。实验中的吸附量与文献[1][2]相比，吸附量是它的1.4-2倍。实施例4量取100mL吡啶浓度为25mg/L、400mg/L的溶液分别置于两个锥形瓶中，在55℃条件下，在锥形瓶中分别放入0.06g实施例1制备的Mg2A1-LS-LDH，用HCl调节瓶中的pH值，使溶液的pH均为6，磁力搅拌27小时后取样用0.22μm的过滤头过滤得到上层清夜，用高效液相色谱在波长为254nm处测定吡啶剩余含量，结果吸附率分别达到88％和60％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种木质素磺酸盐插层水滑石的应用，该木质素磺酸盐插层改性类水滑石，化学表示式为Mg2A1‑LS‑LDH，是将C20H24Na2O10S2通过共沉淀方法插层到Mg2A1‑LDHs水滑石层间得到的，该Mg2A1‑LS‑LDH适合用作吸附废水溶液中吡啶的吸附剂。

【技术特征摘要】
1.一种木质素磺酸盐插层水滑石的应用，该木质素磺酸盐插层改性类水滑石，化学表示式为
Mg2A1-LS-LDH，是将C20H24Na2O10S2通过共沉淀方法插层到Mg2A1-LDHs水滑石层间得
到的，该Mg2A1-LS-LDH适合用作吸附废水溶液中吡啶的吸附剂。
2.根据权利要求1所述的木质素磺酸盐插层水滑石的应用，其特征是将其用于吸附废水溶液
中的吡啶的具体方法如下：
按吸附剂与废水中所含...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷晓东，夏梦棋，孔祥贵，张东彬，王雨薇，刘晓华，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11