一种植物纤维/LDHs吸附材料及制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种植物纤维/LDHs吸附材料及制备方法和应用，包括如下步骤：(1)配制金属盐溶液，所述金属盐至少包括一种二价金属离子盐和一种三价金属离子盐；(2)将植物纤维原料与金属盐溶液混合；(3)将碱溶液加入到步骤(2)的混合液中，搅拌均匀，控制pH值为7～11；(4)将步骤(3)的混合液在50～180℃的条件下反应0.5～7天，反应结束后冷却至室温，将反应产物洗涤、干燥后得到所述的吸附材料。本发明专利技术制备方法工艺简单，可操作性强，利用植物纤维/LDHs吸附材料处理溶液中的重金属离子及染料，吸附效果明显。

Plant fiber /LDHs adsorption material and preparation method and application thereof

The invention discloses a plant fiber/LDHs adsorption material, a preparation method and application, including the following steps: (1) preparing a metal salt solution, the metal salt comprises at least one divalent metal ion salt and a trivalent metal ion salt; (2) mixing the plant fiber raw material with the metal salt solution; (3) adding the alkali solution to the step (2) In the mixed solution, stirring is uniform and the pH value is controlled from 7 to 11; (4) The mixed solution of step (3) is reacted for 0.5 to 7 days at 50 to 180 degrees Celsius. After the reaction is finished, the reaction product is cooled to room temperature, and the adsorption material is obtained after washing and drying. The preparation method of the invention has simple process and strong operability. The plant fiber/LDHs adsorption material is used to treat heavy metal ions and dyes in the solution, and the adsorption effect is obvious.

【技术实现步骤摘要】
一种植物纤维/LDHs吸附材料及制备方法和应用
本专利技术涉及吸附材料制备
，具体涉及一种植物纤维/LDHs吸附材料及制备方法。
技术介绍
植物纤维原料是自然界最丰富的可再生资源，主要由纤维素、半纤维素和木质素三大成分组成，其中，纤维素组成微细纤维，构成纤维细胞壁的网状骨架，而半纤维素和木素则是填充在纤维之间和微细纤维之间的“粘合剂”和“填充剂”。植物纤维原料具有众多活性官能团，能够通过表面吸附、络合、离子交换等作用吸附污染物质，且其具有来源丰富、成本低廉、环境友好的优点，这使得植物纤维原料在污水处理中有良好的应用前景。但是，植物纤维原料具有吸附容量低，废水处理效果差的缺点。因此，为提高其废水处理效果，对植物纤维的加工处理十分重要。层状双金属氢氧化合物(LDHs)，属于阴离子型层状化合物，化学通式为[M2+1-xM3+x(OH)2]x+(An-)x/n·mH2O]，式中M2+为二价金属阳离子，M3+为三价金属阳离子，An-为层间阴离子，x是M3+/(M2++M3+)的物质的量之比，m是结晶水数量。LDHs具有比表面积大、合成简单、成本低廉、可重复利用的优点，在环境污染治理中可作为吸附剂加以应用。为改善植物纤维原料对废水的吸附效果，本专利技术提供了一种LDHs自组装改性植物纤维原料的方法。
技术实现思路
本专利技术提供了一种植物纤维/LDHs吸附材料及制备方法，该制备方法使得LDHs在植物纤维原料上自组装生长，将得到的产物吸附溶液中的重金属离子或染料。本专利技术的目的通过如下技术方案实现：一种植物纤维/LDHs吸附材料的制备方法，包括如下步骤：(1)配制金属盐溶液，所述金属盐至少包括一种二价金属离子盐和一种三价金属离子盐；(2)将植物纤维原料与金属盐溶液混合；(3)将碱溶液加入到步骤(2)的混合液中，搅拌均匀，控制pH值为7～11；(4)将步骤(3)的混合液在50～180℃的条件下反应0.5～7天，反应结束后冷却至室温，将反应产物洗涤、干燥后得到所述的吸附材料。优选地，所述金属盐的金属元素为Mg、Zn、Ni、Mn、Al、Fe和Cr中的一种或两种以上。优选地，步骤(2)中，所述混合的时间为0.5～48h。优选地，步骤(3)中，所述碱溶液为尿素、氨水和强碱弱酸盐中的一种或两种以上。优选地，步骤(4)中，所述干燥温度为30～80℃，干燥时间12～36h。优选地，步骤(2)中，所述植物纤维原料为木片、木屑、竹片、植物纤维粉料、秸秆、纸浆、韧皮纤维或叶纤维。优选地，步骤(2)中，所述金属盐的用量为0.005～0.05mol/g植物纤维原料。上述方法制备的植物纤维/LDHs吸附材料可应用于重金属离子及染料废水的处理。优选地，所述重金属离子为铜离子或铅离子，所述染料为甲基橙。本专利技术具有如下优点和有益效果：(1)本专利技术制备方法工艺简单，可操作性强；(2)本专利技术制备的吸附材料对重金属离子及染料有较好的吸附效果。附图说明图1为实施例1中制备的桉木屑/LDHs吸附材料不同倍率的SEM图(a、b、c)。具体实施方式以下结合具体实施例及附图对本专利技术技术方案作进一步地详细的说明，但本专利技术的保护范围不仅限于此。实施例1取4g桉木屑浸泡在100mL的金属盐(0.02mol硝酸镍+0.01mol硝酸铝)溶液中，搅拌2h；取0.12mol的尿素完全溶解于50mL去离子水中。将这两者混合搅拌15min后，将混合液转移至高压反应釜中。随后，将反应釜放置在105℃的烘箱中反应24h，反应结束后，冷却至室温，用水洗涤数次直至滤液澄清。最后将得到的产物于50℃真空干燥箱干燥24h。将产物用于吸附溶液中的铜离子及甲基橙，铜离子、甲基橙的初始浓度分别为1000mg/L、100mg/L，产物的投加量为2g/L，具体吸附数据如下：表1实施例2取3g桉木屑浸泡在100mL的金属盐(0.02mol硝酸镁+0.01mol硝酸铝)溶液中，搅拌2h；取0.12mol的尿素完全溶解于50mL去离子水中。将这两者混合搅拌15min后，将混合液转移至高压反应釜中。随后，将反应釜放置在105℃的烘箱中反应24h，反应结束后，冷却至室温，用水洗涤数次直至滤液澄清。最后将得到的产物于50℃真空干燥箱干燥24h。将产物用于吸附溶液中的铅离子、铜离子，铅离子、铜离子初始浓度均为1000mg/L，产物的投加量为2g/L，具体吸附数据如下：表2实施例3取1g麻浆浸泡在100mL的硝酸镁(0.02mol)溶液中，搅拌直至麻浆完全分散；取0.01mol的硝酸铝、0.12mol的尿素完全溶解于80mL去离子水中。将这两者混合搅拌20min后，将混合液转移至高压反应釜中。随后，将反应釜放置在120℃的烘箱中反应24h。反应结束后，冷却至室温，用水洗涤数次直至滤液澄清。最后将得到的产物于50℃烘箱干燥24h。将产物用于吸附溶液中的铜离子及甲基橙，铅离子、铜离子的初始浓度分别为1000mg/L、100mg/L，产物的投加量为2g/L，具体吸附数据如下：表3以上实施例仅为本专利技术较优的实施方式，仅用于解释本专利技术，而非限制本专利技术及本专利技术的应用，本领域技术人员在未脱离本专利技术精神实质下所作的改变、替换、修饰等均应属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种植物纤维/LDHs吸附材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)配制金属盐溶液，所述金属盐至少包括一种二价金属离子盐和一种三价金属离子盐；(2)将植物纤维原料与金属盐溶液混合；(3)将碱溶液加入到步骤(2)的混合液中，搅拌均匀，控制pH值为7～11；(4)将步骤(3)的混合液在50～180℃的条件下反应0.5～7天，反应结束后冷却至室温，将反应产物洗涤、干燥后得到所述的吸附材料。

【技术特征摘要】
1.一种植物纤维/LDHs吸附材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)配制金属盐溶液，所述金属盐至少包括一种二价金属离子盐和一种三价金属离子盐；(2)将植物纤维原料与金属盐溶液混合；(3)将碱溶液加入到步骤(2)的混合液中，搅拌均匀，控制pH值为7～11；(4)将步骤(3)的混合液在50～180℃的条件下反应0.5～7天，反应结束后冷却至室温，将反应产物洗涤、干燥后得到所述的吸附材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属盐的金属元素为Mg、Zn、Ni、Mn、Al、Fe和Cr中的一种或两种以上。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述混合的时间为0.5～48h。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述碱溶液为尿素...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海龙，谭丽，刘梦茹，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44