一种有机水滑石及其制备方法技术

本发明专利技术涉及环境污染控制新材料的开发，提供了一种有机化改性的水滑石及其制备方法。虽然已有一些方法，对水滑石进行改性，得到有机水滑石，但是现有技术中的有机水滑石对有机污染物吸附量较小，本发明专利技术利用阴离子和非离子对水滑石进行改性，利用阴离子表面活性剂提高了非离子表面活性剂的结合量，同时利用非离子表面活性剂提高了水滑石表面的有机碳总量，大大促进了有机污染物在颗粒表面的吸附量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环境污染控制新材料的开发，尤其涉及ー种有机化改性的水滑石及其制备方法。
技术介绍
层状双轻基复合金属氧化物(Layered Double Hydroxides,简称LDH),又称水滑石，是ー类重要的无机功能材料。其独特的层状结构及层板元素和层间阴离子的可调变性受到人们的广泛关注，经离子交換向层间引入新的客体阴离子可使层状结构和组成产生相应的变化，因而可以制备一大类具有特殊性质的功能材料。水滑石材料属于阴离子型层状化合物。层状化合物是指具有层状结构、层间离子具有可交換性的ー类化合物，利用层状化合物主体在强极性分子作用下所具有的可插层性和层间离子的可交換性，将ー些功能性客 体物质引入层间空隙并将层板距离撑开从而形成层柱化合物。水滑石化学结构通式为其中M2+为 Mg2+，Ni2+，Mn2+，Zn2+，Ca2+，Fe2+，Cu2+ 等ニ价金属阳离子；M3+ 为 Al3+，Cr3+，Fe3+，Co3+ 等三价金属阳离子；A11—为阴离子，如C032—，NO3' CF, 0H_，S042—，P043—，C6H4 (C00) 22-等无机和有机离子以及络合离子，当层间无机阴离子不同，水滑石的层间距不同，同时在水滑石吸附污染物之后，层间距也会増大，以容纳更多的污染物。因其具有层间阴离子可交換性、结构坍塌记忆效应、主层板可自组装性等特点，已广泛用于高分子复合材料、催化材料、环境治理等领域。当层间无机阴离子被有机阴离子取代后，层间由亲水性变为疏水性，对有机物的吸附由吸附作用为主变为以分配作用为主，吸附去除水中有机污染物的效率比原土高几十到几百倍。如SDS改性后的MgAl-LDH可有效地去除水体中三氯こ烯、四氯こ烯等(Zhao H，Nagy K. J. Colloid InterfaceSci.，2004，274(2) :613_624)。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是现有技术中的有机水滑石对有机污染物吸附量较小，为解决这ー技术问题，本专利技术采用的技术方案为本专利技术提供了一种有机水滑石，该有机水滑石为同时利用阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂对水滑石进行改性而得到的。作为优选阴离子表面活性剂为中长链型的烷基碳数在8以上的烷基磺酸盐；作为优选非离子表面活性剂包括辛基酚聚氧こ烯醚、聚氧こ烯失水山梨醇单月桂酸脂和硬脂醇聚氧こ烯醚。本专利技术还提供了ー种上述有机水滑石的制备方法，该方法为利用阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂对水滑石进行改性，具体操作为(I)将水滑石加入到阴离子表面活性剂溶液中，加热并搅拌；作为优选水滑石粒度为4(T200目；作为优选水滑石的投加量为每毫升阴离子表面活性剂溶液中加0. 2^0. 6g水滑石；作为优选阴离子表面活性剂溶液浓度为0. 2^0. 5mmol/L ；作为优选加热并搅拌为，在50 80°C的水浴下加热并搅拌2 8h ；(2)向步骤(I)得到的溶液中，加入非离子表面活性剤，加热并搅拌，将得到的产物过滤、洗涤、烘干，后经活化、研磨，得到阴-非离子表面活性剂改性制备的有机水滑石。作为优选，非离子表面活性剂投加量为每克水滑石中加入0. ro. 3mmol非离子表面活性剂；作为优选，加热并搅拌为，在50 80°C的水浴下加热并搅拌2 4h ；作为优选，活化操作为，在105 110°C下活化30min 5h ； 作为优选，将得到的有机水滑石产物，经研磨后过5(T100目筛。在有机水滑石中，有机碳总量对促进有机污染物在颗粒表面的吸附有关键作用。分配作用的大小由吸附剂的有机碳含量决定，并与改性时表面活性剂的种类、组成及配比有关。本专利技术的有益效果是分别用阴离子和非离子表面活性剂按一定的配比改性水滑石，阴离子表面活性剂首先通过阴离子交換固定在水滑石的层间，然后非离子表面活性剂通过范德华カ在水滑石层间结合，利用阴离子表面活性剂提高了非离子表面活性剂的结合量，同时利用非离子表面活性剂提高了水滑石表面的有机碳总量，大大促进了有机污染物在颗粒表面的吸附量。具体实施例方式实施例I将市售镁铝型水滑石过40目筛，加入到浓度为0. 2mmol/L的阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠溶液中，每毫升阴离子表面活性剂溶液加入0. 2g水滑石，在50°C水浴中搅拌2h ;再加入非离子表面活性剂Triton X-100，每克水滑石加入0. 3mmol非离子表面活性剤，再在50°C水浴中搅拌2h，产物经过滤，用蒸馏水洗涤，滤干后，在60°C下烘干，再在105°C下活化30min ;研磨，过50目筛，制得阴-非离子表面活性剂改性的有机水滑石。将制得的阴-非离子表面活性剂改性水滑石加入到15mg/L硝基苯中，搅拌2h，静置3h，沉淀分离，紫外可见分光光度计测定上层清液浓度，去除率为95. 2%。将实施例I中的表面活性剂的总量，都用相同量阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠代替，在相同的条件下，省却加入非离子表面活性剂的步骤，制得的有机化水滑石(产物I)，在相同条件下对含硝基苯废水处理的去除率仅为53. 3%。将实施例I中的表面活性剂的总量，都用相同量非离子表面活性剂Triton X-100代替，在相同的条件下，制得的有机化水滑石(产物2)，由于非离子物质和水滑石之间无法发生离子交換或其他反应，只存在少量的表面吸附，导致其在相同条件下对含硝基苯废水处理的去除率仅为5. 1%。在相同条件下，即使是先后用改性水滑石产物I和改性水滑石产物2，对同一废水进行两次处理，最終去除率为54. 2%，远低于本专利技术实施例I中的去除率95. 2%。由此可见，同时用阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂对水滑石进行改性，会起到显著的效果。实施例2 将市售镁铝型水滑石过200目筛，加入到浓度为0. 5mmol/L的阴离子表面活性剂十六烷基磺酸钠溶液中，每毫升阴离子表面活性剂溶液加入0. 6g水滑石，在80°C水浴中搅拌8h;再加入非离子表面活性剂聚氧こ烯失水山梨醇单月桂酸脂(TWeen20)，每克水滑石加入0. Immol非离子表面活性剂，再在80°C水浴中搅拌4h，产物经过滤，用蒸馏水洗涤，滤干后，在90°C下烘干，再在110°C下活化5小时；研磨，过100目筛，制得明-非离子表面活性剂改性的有机水滑石。将制得的阴-非离子表面活性剂改性水滑石加入到15mg/L甲苯中，搅拌2h，静置3h，沉淀分离，紫外可见分光光度计测定上层清液浓度，去除率为98. 2%。将实施例2中的表面活性剂的总量，都用相同量阴离子表面活性剂十六烷基磺酸钠代替，在相同的条件下，省却加入非离子表面活性剂的步骤，制得的有机化水滑石(产物1)，在相同条件下对含甲苯废水处理的去除率仅为84. 1%。 将实施例2中的表面活性剂的总量，都用相同量非离子表面活性剂聚氧こ烯失水山梨醇单月桂酸脂(TWeen20)代替，在相同的条件下，制得的有机化水滑石(产物2)，由于非离子物质和水滑石之间无法发生离子交換或其他反应，只存在少量的表面吸附，导致其在相同条件下对含甲苯废水处理的去除率仅为4. 3%。在相同条件下，即使是先后用改性水滑石产物I和改性水滑石产物2，对同一废水进行两次处理，最终去除率为85. 3%，低于本专利技术实施例2中的去除率98. 2%。实施例3首先按照文献(镁铝型水滑石水热合成，应用化学，200本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机水滑石，其特征在于：所述的有机水滑石为利用阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂对水滑石进行改性而得到的。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马建锋，杨彦，姚超，李定龙，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：