本發明專利技術提供一種有機水滑石合成和廢水處理一體化工藝，步驟如下：1)將水滑石粉末加入水中制成懸濁液；2)在上述懸濁液中加入陰離子表面活性劑或有機酸；3)將步驟2)中制得的懸濁液加入到待處理的有機廢水中攪拌；4)反應產物在沉淀池停留，固液分離，廢水即可達標排放。分離得到的有機水滑石可重復使用一到兩次或將少量混合入步驟2)中所述的含有陰離子表面活性劑的懸濁液中使用，可以減少水滑石的用量，處理后的廢水可達標排放。廢水處理流程簡單，操作方便，縮短了廢水處理時間，吸附去除有機污染物的效率優于傳統方法制備的有機水滑石，顯著降低廢水處理的成本，易于推廣使用。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及環境污染控制新材料的開發，尤其涉及一種有機水滑石合成和廢水處理一體化工藝。
技術介紹
層狀雙輕基復合金屬氧化物(Layered Double Hydroxides,簡稱LDH),又稱水滑石，是一類重要的無機功能材料。其獨特的層狀結構及層板元素和層間陰離子的可調變性受到人們的廣泛關注，經離子交換向層間引入新的客體陰離子可使層狀結構和組成產生相應的變化，因而可以制備一大類具有特殊性質的功能材料。水滑石材料屬于陰離子型層狀化合物。層狀化合物是指具有層狀結構、層間離子具有可交換性的一類化合物，利用層狀化 合物主體在強極性分子作用下所具有的可插層性和層間離子的可交換性，將一些功能性客體物質引入層間空隙并將層板距離撐開從而形成層柱化合物。水滑石化學結構通式為其中M2+為Mg2+，Ni2+，Mn2+，Zn2+，Ca2+，Fe2+，Cu2+ 等二價金屬陰離子；M3+ 為 Al3+，Cr3+，Fe3+，Co3+ 等三價金屬陰離子；A11—為陰離子，如⑶廣，NO3' CF, OH—，S042—，PO,，C6H4 (COO) 22-等無機和有機離子以及絡合離子，當層間無機陰離子不同，水滑石的層間距不同，同時在水滑石吸附污染物之后，層間距也會增大，以容納更多的污染物。因其具有層間陰離子可交換性、結構坍塌記憶效應、主層板可自組裝性等特點，已廣泛用于高分子復合材料、催化材料、環境治理等領域。當層間無機陰離子被有機陰離子取代后，層間由親水性變為疏水性，對有機物的吸附由吸附變為分配作用為主，吸附去除水中有機污染物的效率比原土高幾十到幾百倍。如SDS改性后的MgAl-LDH可有效地去除水體中三氯乙烯、四氯乙烯等(Zhao H, Nagy K. J. Colloid Interface Sci. , 2004, 274 (2)613-624)。根據文獻報道(有機陰離子柱撐水滑石的插層組裝及超分子結構，過程工程學報，2002，2 (4)，355-360)，目前常用的有機水滑石的合成主要有以下幾個方法共沉淀法，焙燒復原法和尚子交換法。共沉淀法，雖然是一步合成，但由于合成過程中易于受空氣中二氧化碳的污染而必須嚴格避免CO2的參與，反應條件苛刻，而且需要很長的晶化時間，不利于工業化推廣和應用。焙燒復原法，利用LDHs的“記憶效應”，層柱結構得以重建，有機陰離子進入層間，得到有機陰離子柱撐水滑石。由于水滑石的結構只能部分恢復，用焙燒復原法很難得到純的晶相結構。此外，這一方法需要對水滑石前體進行高溫焙燒以及后續階段中嚴格的N2保護等苛刻的反應條件，給實際應用帶來了不便。離子交換法是制備有機陰離子柱撐水滑石的重要方法。這種方法是以易于合成的LDHs作為前體，通過離子交換將目標陰離子引入層間，得到相應的有機陰離子柱撐水滑石。通過控制離子交換的反應條件，不僅可以保持水滑石原有的層狀結構，還可以對層間陰離子的種類和數量進行設計和組裝，從而得到不同結構和功能的陰離子層柱狀材料。目前離子交換法制備有機陰離子柱撐水滑石并應用到廢水處理中的過程可分為多個步驟首先需要制得水滑石，并將水滑石在酸性條件下活化，使之更易于交換，再將其分散于有機改性劑溶液中制漿，進行改性，然后經過濾、烘干、粉碎，得到有機水滑石產品。這種方法在制漿時需恒溫水浴、攪拌2hr以上，耗時耗能和消耗水資源，且有產生含有大量有機酸或陰離子表面活性劑的廢水，需進一步處理，此外有機水滑石的合成工藝穩定性不好，直接影響了膨潤土改性的質量，這些均限制了有機水滑石在廢水處理和污染環境修復中的應用。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是克服現有技術中制備有機水滑石并用于有機廢水處理的不足，提供一種有機水滑石合成和廢水處理一體化工藝。為解決上述技術問題本專利技術采用的技術方案是一種有機水滑石合成和廢水處理一體化工藝，步驟如下I)將水滑石粉末加入水中制成懸濁液；2)在上述懸濁液中加入陰離子表面活性劑或有機酸；3)將步驟2)中制得的懸濁液加入到待處理的有機廢水中攪拌；4)反應產物在沉淀池停留，固液分離，廢水即可達標排放。步驟I)中所述的水滑石粉末為50 100目的水滑石粉末；水滑石粉末和水的重量比為I :2 I :4，水量過低不好攪拌，水量過高既浪費水又會導致溶液過稀，改性效果變差。 步驟2)中所述的陰離子表面活性劑為中長鏈型的烷基碳數在12或12以上的烷基磺酸鹽，如十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基磺酸鈉等。步驟2)中所述的有機酸為帶有碳鏈數在12或12以上的有機酸，如對十二烷基苯甲酸、十二烷基磺酸。步驟2)中所述的陰離子表面活性劑或有機酸的加入的質量為水滑石質量的二十分之一 十分之一。步驟3)中所述的有機廢水與水滑石的體積質量比為I I. 5 lL/g。步驟3)中所述的攪拌時間為60 120分鐘。步驟4)中所述的反應產物在沉淀池中停留時間為30 60分鐘。步驟4)中所述的固液分離得到的有機水滑石可重復使用一或兩次或將少量混合入步驟2)中制得的懸濁液中繼續使用，可以減少水滑石的用量，處理后的廢水可達標排放。步驟I)中所述的水滑石可以是市售的商品，也可以根據現有技術制備，其制備技術是總所周知的。水滑石化學結構通式為，其中M2+為Mg2+，Ni2+，Mn2+，Zn2+，Ca2+，Fe2+，Cu2+ 等二價金屬陽離子中的任一種；Μ3+ 為 Al3+，Cr3+，Fe3+，Co3+等三價金屬陽離子中的任一種；Αη_為陰離子，如CO廣，no3_，C1_，or, SO42-, po43_等無機離子中的任一種;x = O. 5 O. 15 ；M2+/M3+ = I 5。本專利技術的有益效果是該工藝省略了有機水滑石制備的工序，減少了有機水滑石合成設備投資和運行費用，節約能源和水資源，消除了有機水滑石制備和使用過程中表面活性劑的二次污染；廢水處理流程簡單，操作方便，縮短了廢水處理時間，吸附去除有機污染物的效率優于傳統方法制備的有機水滑石，顯著降低廢水處理的成本，易于推廣使用。具體實施例方式以下進一步提供本專利技術的3個實施例實施例I將過100目的市售水滑石粉末加入水中，粉末和水的重量比為I :2，制成懸濁液；根據水滑石的量，添加一定量的陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉，陰離子表面活性劑的量約為水滑石的質量的二十分之一，制成含有陰離子表面活性劑的懸濁液；將該懸濁液加入到待處理的含15mg/L的對硝基苯的有機廢水中，每克水滑石對應的所處理的廢水體積約為1L，快速攪拌60分鐘；反應產物在沉淀池停留30分鐘，固液分離，紫外可見分光光 度計測定上清液濃度，污染物去除率為95. 6%。用同種陰離子表面活性劑，采用傳統離子交換法制得的有機化水滑石在相同條件下對含對硝基苯廢水處理的去除率僅為73. I %。實施例2將過50目的市售水滑石粉末加入水中，粉末和水的重量比為I :4，制成懸濁液；根據水滑石的量，添加一定量的陰離子表面活性劑十二烷基磺酸鈉，陰離子表面活性劑的量約為水滑石的質量的十分之一，制成含有陰離子表面活性劑的懸濁液；將該懸濁液加入到待處理的含10mg/L的甲苯的有機廢水中，每克水滑石對應的所處理的廢水體積約為I. 5L，快速攪拌60分鐘；反應產物在沉淀池停留60分鐘，固液分離，紫外可見分光光度計測定上清液濃度，污染物去除率為98.本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種有機水滑石合成和廢水處理一體化工藝，其特征在于，步驟如下：1)將水滑石粉末加入水中制成懸濁液；2)在上述懸濁液中加入陰離子表面活性劑或有機酸；3)將步驟2)中制得的懸濁液加入到待處理的有機廢水中攪拌；4)反應產物在沉淀池停留，固液分離，廢水即可達標排放。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：馬建鋒，李良銀，姚超，李定龍，
申請(專利權)人：常州大學，
類型：發明
國別省市：
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