专利名称：一种膨润土自组装钒酸铋绿色深度水处理剂的制备方法
技术领域：
本发明属于水处理剂的制备领域，特别涉及一种膨润土自组装钒酸铋绿色深度水处理剂的制备方法。
背景技术：
全球仅约10%的水是直接为人类所用。最大的份额，70%用于农业，剩余的20% 为工业用。中国的排污约为全球的20%，而它只得到全球的5%的新鲜水。因此，解决污染问题已列入议事日程。在纺织印染、皮革、造纸行业加工过程中，大量使用了污染环境和对人体有害的助剂，这些助剂大多以液体的形态排放而污染环境，生物降解性差，毒性大，游离甲醛含量高，重金属离子的含量超标。其中，印染湿整理更是无可争议地成为水污染大户。从上浆开始到退浆、水洗、练漂、丝光，然后染色印花、可能还需涂层，按此流程每道工序都涉及水洗，而每道工序每千克材料需20L耗水。结果是湿整理过程中每千克原棉的用水量加起来多达200L。当一件标准的男式衬衣定制后在商店橱窗展示时，超过2000L水在生产加工它时被用掉了(布料纯棉，125g/m)。目前使用的处理废水的方法主要有物理分离法、生物降解法、化学分解法，但这些方法都存在一定的局限性，不利于可持续发展。因而，人们开始致力于开发高效、低能耗、 适用范围广和有深度氧化能力的污染物清除技术。近年来，很多学者将TiO2用于光催化降解水中有机污染物，但是由于其带隙较宽(3. 2eV)，仅在紫外光范围有响应，而BiVO4在可见光区域具有光催化活性，可以降解有机污染物，以达到处理环境污染的目的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种膨润土自组装钒酸铋绿色深度水处理剂的制备方法，该方法操作简单，成本低廉，对设备的要求低；本发明的水处理剂适用于各种废水的深度处理，环保无二次污染。本发明的一种膨润土自组装钒酸铋绿色深度水处理剂的制备方法，包括(1)将铋盐、稳定剂加入到磷酸盐缓冲液中，搅拌15 60min，形成悬浊液；将偏钒酸盐溶于磷酸盐缓冲液中，逐滴加入到所述悬浊液中，形成透明溶液，所述透明溶液中铋盐的物质的量浓度为0. 01 0. 15mol/L，稳定剂物质的量浓度为0. 01 0. 05mol/L，偏矾酸盐物质的量浓度为0. 01 0. 15mol/L ；(2)用碱性溶液调节上述透明溶液的PH值为4. 5 9，然后在20 100°C下加入膨润土，搅拌，回流6-Mh，过滤，得黄色产物，最后将所得产物于150 280°C焙烘2 4h， 即可；其中铋盐与膨润土的重量比为1 5 1 20。步骤(1)中所述的铋盐为硝酸铋、碳酸铋、氯化铋、醋酸铋中的一种。步骤(1)中所述的稳定剂为乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠、葡萄糖酸钠、 丁烷四羧酸中的一种。步骤(1)中所述的偏钒酸盐为偏钒酸盐钠、偏钒酸钾或偏钒酸盐铵中一种。
步骤(1)中所述的磷酸盐缓冲液中磷酸二氢钠的物质的量浓度为0.025 0. 05mol/L，磷酸氢钠的物质的量浓度为0. 05 0. lmol/L。步骤O)中所述的碱性溶液为浓度0. 5mol/L 1. 5mol/L的氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液。膨润土作为一种矿物粘土，具有特殊的层间特性，可在其表面负载BiVO4微粒，制备成负载型催化剂。这种负载型光催化剂可以提高光催化剂的分散性，利于回收重复利用。本发明利用膨润土的多孔、吸附能力强、与水易分离等特点和BiVO4的光催化活性结合起来，将纳米BiVO4成功的负载到膨润土上，制备成可以悬浮于废水中而又可以顺利与水分离的高催化活性的可见光光催化材料，并且将其应用于废水的深度处理，可以实现对水中高浓度有机污染物氧化去除，而不是转移到其他地方，是一个环保型的工艺技术。而且由于膨润土的资源丰富、价格低廉，因此本发明所制备的负载型光催化材料还具有成本低廉的优点，同时具有抗菌、除臭、可以吸附其他重金属离子等优点。有益效果(1)本发明的成本低廉，制备方法简单，对设备的要求低，可操作性好；(2)本发明的水处理剂可以去除水中高浓度有机污染物，适用于各种废水的深度处理，环保无二次污染，且具有抗菌、除臭、可以吸附其他重金属离子等优点。(3)本发明的水处理剂可以克服现有铋基水处理剂的不足，水处理效果好，可以循环使用。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1(1)将硝酸铋、乙二胺四乙酸二钠加入到磷酸盐缓冲液中，搅拌15min，形成悬浊液；将偏钒酸盐钠溶于磷酸盐缓冲液中，逐滴加入到所述悬浊液中，形成透明溶液，其中硝酸铋物质的量浓度为0. Olmol/L、乙二胺四乙酸二钠物质的量浓度为0. 01mol/L和偏矾酸钠质的量浓度为0. Olmol/L，磷酸盐缓冲液中是由0. 025mol/L磷酸二氢钠和0. 05mol/L磷酸氢钠组成；(2)用浓度为0. 5mol/L的氢氧化钠水溶液调节上述透明溶液的pH值为4. 5，然后在60°C下加入膨润土，搅拌，回流他，过滤，得黄色产物，最后将所得产物于150°C焙烘2h， 即可；其中铋盐与膨润土的重量比为1 5。实施例2(1)将碳酸铋、葡萄糖酸钠加入到磷酸盐缓冲液中，搅拌35min，形成悬浊液；将偏钒酸盐铵溶于磷酸盐缓冲液中，逐滴加入到所述悬浊液中，形成透明溶液，其中碳酸铋物质的量浓度为0. 06mol/L、葡萄糖酸钠物质的量浓度为0. 03mol/L和偏矾酸钠质的量浓度为 0. Olmol/L，磷酸盐缓冲液中是由0. 03mol/L磷酸二氢钠和0. 08mol/L磷酸氢钠组成；(2)用浓度为lmol/L的氢氧化钾水溶液调节上述透明溶液的pH值为7，然后在80°C下加入膨润土，搅拌，回流15h，过滤，得黄色产物，最后将所得产物于210°C焙烘3h，即可；其中铋盐与膨润土的重量比为1 12。实施例3(1)将醋酸铋、丁烷四羧酸加入到磷酸盐缓冲液中，搅拌60min，形成悬浊液；将偏钒酸盐钠溶于磷酸盐缓冲液中，逐滴加入到所述悬浊液中，形成透明溶液，其中醋酸铋物质的量浓度为0. 15mol/L、丁烷四羧酸物质的量浓度为0. 05mol/L和偏矾酸钠质的量浓度为 0. 15mol/L，磷酸盐缓冲液中是由0. 05mol/L磷酸二氢钠和0. lmol/L磷酸氢钠组成；(2)用浓度为1. 5mol/L的氢氧化钠水溶液调节上述透明溶液的pH值为9，然后在 100°C下加入膨润土，搅拌，回流Mh，过滤，得黄色产物，最后将所得产物于280°C焙烘4h， 即可；其中铋盐与膨润土的重量比为1 20。实验以同一时间取样的某印染厂的印染废水为处理对象，在废水中分别加入不同的浓度量的实施例1 例3所得的水处理剂，经过6小时日光照射后，水处理剂对印染废水的脱色率如下表所示
权利要求
1.一种膨润土自组装钒酸铋绿色深度水处理剂的制备方法，包括(1)将铋盐、稳定剂加入到磷酸盐缓冲液中，搅拌15 60min，形成悬浊液；将偏钒酸盐溶于磷酸盐缓冲液中，然后加入到所述悬浊液中，形成透明溶液，所述透明溶液中铋盐的物质的量浓度为0. 01 0. 15mol/L，稳定剂物质的量浓度为0. 01 0. 05mol/L，偏矾酸盐物质的量浓度为0. 01 0. 15mol/L ；(2)用碱性溶液调节上述透明溶液的pH值为4.5 9，然后在20 100°C下加入膨润土，搅拌，回流6-Mh，过滤，得黄色产物，最后将所得产物于150 280°C焙烘2 4h，即可； 其中铋盐与膨润土的质量比为1 5 1 20。
2.根据权利要求1所述的一种膨润土自组装钒酸铋绿色深度水处理剂的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的铋盐为硝酸铋、碳酸铋、氯化铋、醋酸铋中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种膨润土自组装钒酸铋绿色深度水处理剂的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的稳定剂为乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠、葡萄糖酸钠或丁烷四羧酸中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种膨润土自组装钒酸铋绿色深度水处理剂的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的偏钒酸盐为偏钒酸钠、偏钒酸钾或偏钒酸铵中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种膨润土自组装钒酸铋绿色深度水处理剂的制备方法， 其特征在于步骤(1)中所述的磷酸盐缓冲液中磷酸二氢钠的物质的量浓度为0. 025 0. 05mol/L，磷酸氢钠的物质的量浓度为0. 05 0. lmol/L。
6.根据权利要求1所述的一种膨润土自组装钒酸铋绿色深度水处理剂的制备方法，其特征在于步骤O)中所述的碱性溶液为浓度0. 5mol/L 1. 5mol/L的氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液。
全文摘要
本发明涉及一种膨润土自组装钒酸铋绿色深度水处理剂的制备方法，包括(1)将铋盐、稳定剂加入到磷酸盐缓冲液中，搅拌形成悬浊液；将偏钒酸盐溶于磷酸盐缓冲液中，然后加入到所述悬浊液中，形成透明溶液；2)用碱性溶液调节上述透明溶液的pH值为4.5～9，然后加入膨润土，回流，过滤，得黄色产物，最后将所得产物于150～280℃焙烘2～4h，即可。本发明的成本低廉，制备方法简单，对设备的要求低，可操作性好；本发明的水处理剂可以去除水中高浓度有机污染物，适用于各种废水的深度处理，环保无二次污染，且具有抗菌、除臭、可以吸附其他重金属离子等优点。
文档编号B01J23/22GK102228829SQ20111009151
公开日2011年11月2日 申请日期2011年4月12日 优先权日2011年4月12日
发明者何瑾馨, 刘保江, 刘锦春, 周顺, 李南南, 王振华, 瞿建刚, 魏岳挺 申请人:东华大学