用于废水处理的复合膨润土的制备方法及应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种废水处理吸附剂，具体为用于废水处理的复合膨润土的制备方法及应用。由以下原料按照重量份数制得：膨润土50份、氧化石墨0.5-2份；将膨润土分散在水中，用超声波分散，得到均匀的膨润土悬浊液；将氧化石墨分散在水中，用超声波剥离得到均匀的氧化石墨烯溶液；将膨润土悬浊液、氧化石墨烯溶液混合，然后经过离心脱水和洗涤，烘干即得到用于废水水处理的复合膨润土。本发明提供的用于污水处理的复合膨润土，合成方法简单，生产成本低，去除水中有机染料的方法操作简单，环境友好，对有机染料的吸附性能明显优于现有的天然膨润土，有良好的工业应用前景。
【专利说明】用于废水处理的复合膨润土的制备方法及应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种废水处理吸附剂，具体为用于废水处理的复合膨润土的制备方法及应用方法。
【背景技术】
[0002]印染污水的有机染料处理方法主要有物理法、化学法和电解法。其中以物理法的吸附脱色最为简便有效。目前，应用最为广泛的脱色吸附剂为活性炭。但活性炭价格高昂而且不易再生等问题，使其应用受限。因此，开发高效廉价的吸附剂对于印染废水的处理成为研究热点。
[0003]膨润土是一种广泛分布的非金属矿产，是以蒙脱石为主要成分的2: I型层状含水铝硅酸盐粘土矿物，每个晶层由两层硅氧四面体中夹一层铝氧八面体构成。膨润土表面的硅氧结构和层间阳离子的水合，使其具有亲水性，具有特殊的吸水膨胀特性，同时，层间存在大量可交换的阳离子如Ca、Na、K等，这些离子与蒙脱石晶胞作用不稳定，很容易被其它阳离子交换，具有较大的比表面积和可控的层间距。因此，膨润土的这种层间结构特征和表面特性赋予了其良好的吸附性能，它作为一种天然的低成本吸附剂在工业废水处理中具有广阔的应用前景。但是，由于天然的膨润土亲水性强，对有机物的吸附不理想，同时，膨润土表面的S1-O/Al-O基数目有限、键合力不强，层间阳离子交换容量受膨润土内所含蒙脱石种类和含量的制约，其吸附性能较弱，不能满足工业实际需求。
[0004]氧化石墨烯是一种由碳原子构成的新型二维碳材料，在其二维基面上连有一些官能团，如羟基、环氧基、羰基、羧基等。氧化石墨烯拥有完美的物理化学特性和高的的比表面积，物化性质稳定，且有η电子共轭结构。石墨烯自身的这种特点使其成为去除水中染料、重金属的一种优异吸附剂。因此氧化石墨烯在吸附领域中有很大潜力。但是，单一的氧化石墨烯材料作为吸附剂材料，受其容易团聚的缺陷，导致其比表面积降低，从而大大降低了其作为吸附剂材料吸附容量，限制了其在水处理中的应用。
【发明内容】
[0005]针对上述技术问题，本发明提供用于去除污水中有机染料的复合膨润土及其制备方法，用以克服现有技术中因膨润土具有亲水性，使其去除污水中有机染料吸附性能较低的缺点，同时也克服了单一的石墨烯材料作为吸附剂材料易团聚而降低吸附效率的缺陷。本发明提供了一种复合膨润土 -膨润土石墨烯的制备方法，该方法环境友好、操作简单，由该方法制备得到的吸附剂对废水中亚甲基蓝去除率高，实用性强。同时本发明还提供了一种由上述方法制备得到的复合膨润土吸附剂在去除水中亚甲基蓝的应用方法，利用上述吸附剂，能有效去除水中亚甲基蓝，处理时间短，去除率高。本发明的技术方案为:
[0006]1.用于污水处理的复合膨润土的制备方法，包括:
[0007]由以下原料按照重量份数制得:膨润土 50份、氧化石墨0.5-2份；
[0008]其制备方法包括以下步骤:
[0009](I)按照重量份数称取膨润土，将膨润土分散在水中，用超声波分散，得到均匀的膨润土悬浊液；
[0010](2)按照重量份数称取氧化石墨，将氧化石墨分散在水中，用超声波剥离得到均匀的氧化石墨烯溶液；
[0011](3)将膨润土悬浊液、氧化石墨烯溶液混合，然后经过离心脱水和洗涤，烘干即得到用于污水处理的复合膨润土。
[0012]2.上述制备得到的复合膨润土去除水中亚甲基蓝的应用方法:
[0013]将上述制备的吸附剂直接投入到含有亚甲基蓝的废水中，室温下振荡，利用离心机分离吸附剂和被处理的废水。吸附操作简单，方便。
[0014]本发明提供的用于废水处理的复合膨润土，用于从废水中去除有机染料，膨润土为主体与少量氧化石墨混合进行反应制得，合成方法简单，绿色环保，不需额外加入化学试齐U，操作安全，制备周期短，原料价格低廉并易得，生产成本低。所制备的复合膨润土能高效、快速的去除有机染料，且吸附性能明显优于现有的天然膨润土。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为实施例的复合膨润土和对比例的膨润土对亚甲基蓝的去除效果影响图；
[0016]图2为实施例的复合膨润土和对比例的膨润土在40分钟时对亚甲基蓝的吸附量柱状图。
【具体实施方式】
[0017]实施例1
[0018]将称取0.5g膨润土分散在10mL水中，超声波分散30min，得到均匀的悬浊液A ;称取0.005g氧化石墨，分散在10mL水溶液中，超声波剥离lh，得到氧化石墨烯溶液B ;将A、B两溶液在室温下混合约6h，然后离心，洗涤，烘干即得膨润土与氧化石墨烯复合物。膨润土 MMT与氧化石墨烯GO的比为50: 0.5ο
[0019]实施例2
[0020]将称取0.5g膨润土分散在10mL水中，超声波分散30min，得到均匀的悬浊液A ;称取0.0lg氧化石墨，分散在10mL水溶液中，超声波剥离lh，得到氧化石墨烯溶液B ;将八、B两溶液在室温下混合约6h，然后离心，洗涤，烘干即得膨润土与氧化石墨烯复合物。MMT与GO的比为50:1。
[0021]实施例3
[0022]将称取0.5g膨润土分散在10mL水中，超声波分散30min，得到均匀的悬浊液A ;称取0.015g氧化石墨，分散在10mL水溶液中，超声波剥离lh，得到氧化石墨烯溶液B ;将A、B两溶液在室温下混合约6h，然后离心，洗涤，烘干即得膨润土与氧化石墨烯复合物。MMT与GO的比为50: 1.5。
[0023]实施例4
[0024]将称取0.5g膨润土分散在10mL水中，超声波分散30min，得到均匀的悬浊液A ;称取0.02g氧化石墨，分散在10mL水溶液中，超声波剥离lh，得到氧化石墨烯溶液B ;将八、B两溶液在室温下混合约6h，然后离心，洗涤，烘干即得膨润土与氧化石墨烯复合物。MMT与GO的比为50: 2。
[0025]所制备的复合膨润土用于吸附水中亚甲基蓝:
[0026]应用实施例1
[0027]称取0.02g复合膨润土(G0/MMT，MMT: GO = 50: 2)加入到10mL锥形瓶中，然后向其中加入50mL起始浓度300mg I/1的亚甲基蓝溶液，放入振荡器中室温振荡，间隔不同时间取样，离心，将上清液进行紫外-可见吸收光谱测试，得出复合物对亚甲基蓝去除率。
[0028]应用实施例2
[0029]称取0.02g 复合膨润土(G0/MMT，MMT: GO = 50: 1.5)加入到 10mL 锥形瓶中，然后向其中加入50mL起始浓度300mg Γ1的亚甲基蓝溶液，放入振荡器中室温振荡，间隔不同时间取样，离心，将上清液进行紫外-可见吸收光谱测试，得出复合物对亚甲基蓝去除率。
[0030]应用实施例3
[0031]称取0.02g复合膨润土(G0/MMT，MMT: GO = 50: I)加入到10mL锥形瓶中，然后向其中加入50mL起始浓度300mg I/1的亚甲基蓝溶液，放入振荡器中室温振荡，间隔不同时间取样，离心，将上清液进行紫外-可见吸收光谱测试，得出复合物对亚甲基蓝去除率。
[0032]应用实施例4
[0033]称取0.02g 复合膨润土(G0/MMT，MMT: GO = 50: 0.5)加入到 10mL 锥形瓶中，然后向其中加入50mL起始浓度300mg Γ1的亚甲基蓝溶液，放入振荡器中室温振荡，间隔不同时间取样，离心，将上清液进行紫外-可见吸收光谱测试，得出复合物对亚甲基蓝去除率。
[0034]对比例
[0035]称取0.02g膨润土加入到10mL锥形瓶中，然后向其中加入50mL起始浓度300mg
L—1的亚甲基蓝溶液，放入振荡器中室温振荡，间隔不同时间取样，离心，将上清液进行紫外-可见吸收光谱测试，得出膨润土对亚甲基蓝去除率。
[0036]膨润土与氧化石墨的比例会影响亚甲基蓝的去除率。在前1min内，复合膨润土(GO/MMT, MMT: GO = 50: 2)对高浓度亚甲基蓝(300mg Γ1)溶液的去除率就可以达到81%，而膨润土的去除率仅为64%。在10min时，膨润土石墨烯复合物(G0/MMT)对亚甲基蓝(300mg Γ1)溶液去除率达到99%，基本达到平衡。所以，复合膨润土(G0/MMT)能高效、快速的去除水溶液中的亚甲基蓝，大大提高了膨润土用于染料废水处理的效率。
[0037]本发明的实施例的复合膨润土与对比例的膨润土处理废水效果如图1和图2所示，图1为实施例的复合膨润土和对比例的膨润土对亚甲基蓝的去除效果影响图，亚甲基蓝的初始浓度为300mg L'图2为实施例的复合膨润土和对比例的膨润土在40分钟时对亚甲基蓝的吸附量柱状图，亚甲基蓝的初始浓度为300mg L'从结果分析可知，本发明提供的复合膨润土吸附效果明显优于对比例的效果。
【权利要求】
1.用于废水处理的复合膨润土，其特征在于:由以下原料按照重量份数制得:膨润土50份、氧化石墨0.5-2份。
2.根据权利要求1所述的用于污水处理的复合膨润土，其特征在于:制备方法包括以下步骤: (1)按照重量份数称取膨润土，将膨润土分散在水中，用超声波分散，得到均匀的膨润土悬浊液； (2)按照重量份数称取氧化石墨，将氧化石墨分散在水中，用超声波剥离得到均匀的氧化石墨烯溶液； (3)将膨润土悬浊液、氧化石墨烯悬浮液混合，然后经过离心脱水和洗涤，烘干即得到用于废水处理的复合膨润土。
3.用于废水处理的复合膨润土的应用方法，其特征在于，将用于废水处理的复合膨润土作为吸附剂直接投入到含有亚甲基蓝的废水中，室温下振荡，利用离心机分离吸附剂和被处理的废水。
【文档编号】C02F1/58GK104437359SQ201410557305
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月17日 优先权日:2014年10月17日
【发明者】艾伦弘, 蒋静, 李丽丽, 张彩红 申请人:西华师范大学