【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水处理，具体涉及一种镧调控的复合层状纳米黏土矿物制备方法、产品及应用。
技术介绍
1、近年来，随着社会经济的快速发展，人类活动愈发频繁地向水环境排放各种无机与有机物，且大大超过了现有水体的自净能力，导致水体富营养化与水环境健康恶化事件频发。因此，如何控制各种无机与有机物在水体中的浓度，加快水体中有害物质的转移与转化，恢复水体自净能力对我国水环境生态建设具有重要意义。
2、由于各种无机与有机物对水体生态环境的威胁主要体现在浓度上，且近年来环境外源治理显著地降低了外源重污染源向水体排入污染物质，因此如何控制水体无机与有机物在水环境耐受范围内、强化对水体内源污染物的阻控技术受到越来越多的关注，水处理领域需求与市场前景显著。
3、在现有相关技术中，物理清淤、重构水生态等技术在水体治理中运用较多，由于物理清淤投入大，且淤泥存在二次污染问题，而重构生态技术时间周期长，往往需要和其它技术协同才能达到最好的效果。因此，基于化学-生物联用的复合技术开始得到关注。我国无机非金属矿物资源丰富，其生物可及性好，在化学-生物联用复合技术上面具有独特优势。当前，天然矿物例如镁铝类水滑石的层状双氢氧化物受制于比表面积小，热稳定性差，进一步大规模应用存在瓶颈。
4、鉴于此，本专利技术拟解决层状双氢氧化物比表面积小，热稳定性差这一运用瓶颈问题。首先，基于将层状双氢氧化物的高化学活性与天然阳离子黏土矿物如蒙脱土、高岭土等比表面积大、热稳定性高等特性进行结合这一思路，提出利用阴离子型的纳米层状双氢氧化物原位生成于黏土
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种镧调控的复合层状纳米黏土矿物的制备方法、产品及其应用，其目的在于获得一种分布均匀、协同良好的复合产品，并将其应用于水体治理领域。
2、本专利技术采用如下技术方案：一种镧掺杂阳离子黏土矿物基体材料的制备方法，首先将阳离子黏土矿物加入到镧溶液中，经过一系列预处理得到具备镧调控的黏土矿物基体材料；然后，向黏土矿物中加入超纯水配制成悬浮液，再利用双滴定法将混合盐溶液与混合碱溶液慢速加入高速搅拌的上述悬浮液中，维持ph动态平衡，层状双氢氧化物在镧的作用下将在黏土矿物层间原位生成，经保温晶华、离心洗涤、干燥研磨后得到一种镧调控的复合层状纳米黏土矿物产品。
3、步骤一：一种具备镧调控的黏土矿物基体材料制备
4、将阳离子黏土矿物加入到镧溶液中，经过一系列预处理，镧元素通过阳离子黏土矿物的阳离子交换性与吸附性均匀负载在阳离子黏土矿物的表面，得到分布均匀的具备镧调控的黏土矿物基体材料。
5、本专利技术的技术实施方案中，所诉镧溶液为0.1～1 mol/l的氯化镧溶液；所述预处理的方法为搅拌、离心、干燥、研磨；所述搅拌为在20～150 rpm下搅拌2～10 h，所诉离心转速为3000～6000 rpm，所诉离心时间为5～10 min；所述干燥为首先在50～70℃下干燥10～14 h，然后升温至100～110℃，继续干燥2～3 h；所述研磨后过200目筛。
6、本专利技术的技术实施方案中，阳离子黏土矿物与氯化镧的固液比为1:5～1:10。
7、步骤二：一种镧调控的复合层状纳米黏土矿物制备
8、将上述具备镧调控的黏土矿物基体材料加入超纯水配制成悬浮液，利用双滴定法将混合盐溶液与混合碱溶液慢速加入高速搅拌的上述悬浮液中，维持ph动态平衡，在镧元素的调控作用下，经保温晶华、离心洗涤、干燥研磨后，在黏土矿物层间将原位生成层状双氢氧化物，且其为在层间分布均匀、性能稳定的一种镧调控的复合层状纳米黏土矿物。
9、本专利技术的技术实施方案中，所述镧调控的黏土矿物基体材料与超纯水的固液比为1:5～1:10；所述混合盐溶液为二价金属盐与三价金属盐的混合溶液；所述混合碱溶液为氢氧化钠与无水碳酸钠的混合溶液；所述搅拌强度为200～400 rpm，动态ph为9～11；所述保温温度为60～80℃，晶华时间为24～48 h；所述离心转速为3000～6000 rpm，离心时间为5～10 min；所述洗涤为利用超纯水反复清洗至中性；所述干燥为真空冷冻干燥24～48 h；所述研磨后过200目筛。
10、本专利技术的技术实施方案中，所述二价金属盐与三价金属盐按照摩尔比为2:1～4:1的比例混合，所述氢氧化钠与无水碳酸钠的摩尔比为12:1～20:1的比例混合。
11、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
12、（1）本专利技术制备得到镧调控复合层状纳米黏土矿物，原位生成的层状双氢氧化物分布较为均匀，且粒径较小，这在去除污染物的过程中是较为有利的；
13、（2）本专利技术的制备方法简单，且原材料成本低廉，来源广泛，储量较大，具有经济实用的价值；
14、（3）本专利技术所使用的材料，均是无毒安全的，且吸附与沉降速度较快，对水体中存在的动植物影响较小，沉降后的最终产物可参与到水体底泥的形成过程中，无二次污染；
15、（4）本专利技术制备得到的镧调控复合层状纳米黏土矿物，具有广泛的应用前景，对水体中的阴离子污染物、阳离子污染物以及磷等有机污染物均具有较好的去除效果，与常规的单一污染治理相比较，本专利技术更适宜应用在实际水体污染的治理中；
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1.一种镧调控的复合层状纳米黏土矿物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中镧溶液为氯化镧溶液；所述预处理为搅拌、离心、干燥、研磨。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1将阳离子黏土矿物加入到0.1～1 mol/L的氯化镧溶液中；所述搅拌为在20~150 rpm下搅拌2～10 h；所述离心为在转速3000～6000 rpm下离心5～10 min；所述干燥为首先在50～70℃下干燥10～14 h，然后升温至100～110℃，继续干燥2～3 h；所述预处理中研磨后过200目筛。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2黏土矿物基体材料与超纯水的固液比为1:5~1:10；所述混合盐溶液为二价金属盐与三价金属盐的混合溶液；所述混合碱溶液为氢氧化钠与无水碳酸钠的混合溶液；所述搅拌强度为200～400 rpm，动态pH为9~11。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3保温温度为60～80℃，晶华时间为24～48 h；所述离心
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述阳离子黏土矿物和氯化镧溶液的固液比为1:5～1:10。
7.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述二价金属盐与三价金属盐按照摩尔比为2:1～4:1的比例混合，所述氢氧化钠与无水碳酸钠的摩尔比为12:1～20:1的比例混合。
8.一种根据权利要求1~7所述制备方法制备镧调控的复合层状纳米黏土矿物。
9.一种污水处理的方法，其特征在于，使用权利要求8所述的镧调控的复合层状纳米黏土矿物去除污染物。
...【技术特征摘要】
1.一种镧调控的复合层状纳米黏土矿物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中镧溶液为氯化镧溶液；所述预处理为搅拌、离心、干燥、研磨。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1将阳离子黏土矿物加入到0.1～1 mol/l的氯化镧溶液中；所述搅拌为在20~150 rpm下搅拌2～10 h；所述离心为在转速3000～6000 rpm下离心5～10 min；所述干燥为首先在50～70℃下干燥10～14 h，然后升温至100～110℃，继续干燥2～3 h；所述预处理中研磨后过200目筛。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s2黏土矿物基体材料与超纯水的固液比为1:5~1:10；所述混合盐溶液为二价金属盐与三价金属盐的混合溶液；所述混合碱溶液为氢氧化钠与无水碳酸钠的混合溶液；所述搅拌强度为200...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨远坤，谌书，刘杰，蒋卉，王茂盛，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：
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