专利名称：一种镁铝二元水滑石及其作为消毒剂的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种αθ3-插层的Mg、Al水滑石及其应用于海水养殖中作为消毒剂的应用。
背景技术：
水滑石(Layered double hydroxides，简称LDHs)是一类阴离子型的层状粘土， 其化学式为[Mj+M/+(OH)2FAx: · mH20(其中M2+和M3+分别代表二价和三价金属阳离子， χ为Al3+/(Mg2++Al3+)的物质的量之比，An-表示层间可交换的阴离子，m为层间水分子的个数)。由于水滑石具有独特的层状结构，层板组成的可调控性以及层间阴离子的可交换性， 使得其在催化、医药、吸附和阻燃等方面具有广泛的应用，开发利用前景十分广阔。海水养殖上应用的杀菌消毒方式有紫外消毒和臭氧消毒等，上述杀菌消毒方式存在如下缺陷1、紫外消毒利用紫外线照射，使细菌的DNA发生改变，破坏其繁殖功能，将细菌杀死，尽管其出水无色无味且无副产物产生，但消毒效果受水中悬浮物的影响，费用较高。2、臭氧消毒臭氧对水中的微生物有强大的杀伤力，可去除色、嗅、味及溶解性无机盐类，但无持续杀毒效果，费用高，但若投加量不当，会产生毒副产物，投资较大。
发明内容
针对上述海水养殖现有杀菌消毒技术的缺点，提出了一种新型的消毒剂αο3-插层的Mg、Al水滑石。本发明采用的技术方案是一种镁铝二元水滑石，所述镁铝二元水滑石化学通式为[Mg2YxAlx3+ (OH) 2] x+(ClO3)x · mH20, X 为 Al3+/(Mg2++Al3+)的物质的量之比，0. 2 ^ χ ^ 0. 4 ;m 是结晶水数量， 2彡m彡6。所述镁铝二元水滑石的化学通式优选为[Mg2+2//3Al1/33+ (OH) 2]1/3 (ClCV) ι/3 · 2H20。本发明所述的镁铝二元水滑石可应用作为消毒剂的应用，更具体的，镁铝二元水滑石应用于海水养殖中，作为水体消毒剂的应用。进一步，本发明所述应用的方法为，将镁铝二元水滑石投入海水养殖的水体中， 反应20分钟 4小时，即得到消毒后的水体；所述镁铝二元水滑石的用量为水体质量的 0. 25 2%。
toon] 本发明提供的Cio3-插层的Mg、Ai水滑石可以缓慢释放αο3_，与海水养殖水体中的Cl—作用，可持续、稳定产生少量的Cl2进行水体消毒，因此，在海水养殖中，可直接将该类水滑石投入海水养殖的水体中，利用产生Cl2进行水体消毒，同时可利用αο3_插层的Mg、Al 水滑石本身的吸附性能对海水中呈阴离子型的有害物质进行吸附，从而能够达到有效地净化水体的目的。 本发明提供的αθ3-插层的Mg、Al水滑石消毒剂具有制备简单，成本较低，杀毒持续效果好，性质稳定适于长期保存等优点。本发明所述的镁铝二元水滑石可采用共沉淀法合成将Al (NO3)3和Mg(NO3)2溶于去离子水，配成溶液A，将NaOH和KClO3溶于去离子水，配成溶液B，Al (NO3) 3、Mg (NO3)2^NaOH 和KClO3的物质的量之比为χ (1-x) 2 x，0.2彡χ彡0.4;然后将溶液A和溶液B滴加到去离子水中，在N2保护下强烈搅拌，保持pH值在10士0.2之间，滴加完毕后继续搅拌 20 60min，然后于60 65°C陈化48 200小时，产物经离心分离、取固体用水洗涤、干燥，得到镁铝二元水滑石。
具体实施例方式下面以具体实施例来对本发明方案做进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。本发明实施例中以pH值4 6、质量分数2%的NaCl溶液模拟海水养殖中的水体， 测试镁铝二元水滑石与Cl—反应生成Cl2的性能。实施例1配制IOOmL 0. 5mol/L Mg (NO3) 2 和 0. 25mol/L Al (NO3) 3 的混合溶液，为溶液 A0 配制IOOmL 1.5mOl/LNa0H和0. 25mol/L KClO3的混合溶液，为溶液B。在N2保护和剧烈搅拌下，将溶液A和溶液B缓慢滴加到IOOmL的去(X)2的去离子水中，强烈搅拌，控制反应液的 pH在10士0.2之间，滴加完毕后继续搅拌30min，65°C晶化48h，然后将产物离心分离、用去离子水洗涤、真空干燥即得到C103_插层的Mg、Al水滑石[M&/3Al1/3(OH)2] (ClO3)v3 · 2H20 9. 2g。在pH = 4(醋酸调pH = 4)时，称取0. 5g的制备的Mg、Al水滑石加入到IOOmL 2% NaCl溶液中，反应30min,产生Cl2浓度为1. 83mg/L。实施例2在pH = 5 (醋酸调pH = 5)时，称取0. 5g实施例1制得的Mg、Al水滑石加入到 IOOmL 2% NaCl溶液中，反应30min，产生Cl2浓度为1. 37mg/L。实施例3在pH = 6 (醋酸调pH = 7)时，称取0. 5g实施例1制得的Mg、Al水滑石加入到 IOOmL 2% NaCl溶液中，反应30min，产生Cl2浓度为1. 05mg/L。实施例4在pH = 4 (醋酸调pH = 4)时，称取0. 25g实施例1制得的Mg、Al水滑石加入到 IOOmL 2% NaCl溶液中，反应30min，产生Cl2浓度为1. 06mg/L。实施例5在pH = 4 (醋酸调pH = 4)时，称取1. Og实施例1制得的Mg、Al水滑石加入到 IOOmL 2% NaCl溶液中，反应30min，产生Cl2浓度为3. 21mg/L。实施例6在pH = 4(醋酸调pH = 4)时，称取1. 5g实施例1制得的Mg、Al水滑石加入到 IOOmL 2% NaCl溶液中，反应30min，产生Cl2浓度为4. 89mg/L。实施例7在pH = 4 (醋酸调pH = 4)时，称取2. Og实施例1制得的Mg、Al水滑石加入到 IOOmL 2% NaCl溶液中，反应30min，产生Cl2浓度为6. 07mg/L。
实施例8配成IOOmL 0. 35mol/L Mg(NO3)2JPO. 15mol/L Al (NO3) 3 的混合溶液，为溶液 Α。配成IOOmL lmol/L NaOH和0. 15mol/L KClO3的混合溶液，为溶液B。在N2保护和剧烈搅拌下，将溶液A和溶液B缓慢滴加到IOOmL的去(X)2的去离子水中，强烈搅拌，控制反应液的 PH在10士0. 2，滴加完毕后继续搅拌20min，65°C晶化48h，将产物离心分离、用去离子水洗涤、真空干燥即得到 ClO3-插层的 Mg、Al 水滑石[Mg0.7Al0.3(OH)2] (ClO3)a3 · 2H20 6g。在pH = 4(醋酸调pH = 4)时，称取0. 5g制得的Mg、Al水滑石加入到IOOmL 2% NaCl溶液中，反应30min,产生Cl2浓度为1. 26mg/L。实施例9配成IOOmL 0. 3mol/L Mg (NO3) 2 和 0. 2mol/L Al (NO3) 3 的混合溶液，为溶液 Α。配成IOOmL lmol/L NaOH和0. 2mol/L KClO3的混合溶液，为溶液B。在N2保护和剧烈搅拌下， 将溶液A和溶液B缓慢滴加到IOOmL的去CO2的去离子水中，强烈搅拌，控制反应液的pH在 10士0.2，滴加完毕后继续搅拌60min，65°C晶化48h，将产物离心分离、用去离子水洗涤、真空干燥即得到 α Of 插层的 Mg、Al 水滑石[M^6Ala4(OH)2] (QO3)a4 · 2H20 6. 4g。在pH = 4(醋酸调pH = 4)时，称取0. 5g制得的Mg、Al水滑石加入到IOOmL 2% NaCl溶液中，反应30min，产生Cl2浓度为0. 82mg/L。实施例10配成IOOmL 0. 75mol/L Mg (NO3)2 和 0. 25mol/L Al (NO3) 3 的混合溶液，为溶液 Α。配成IOOmL 2mol/L NaOH和0. 25mol/L KClO3的混合溶液，为溶液B。在N2保护和剧烈搅拌下，将溶液A和溶液B缓慢滴加到IOOmL的去(X)2的去离子水中，强烈搅拌，控制反应液的 PH在10士0. 2，滴加完毕后继续搅拌30min，65°C晶化48h，将产物离心分离、用去离子水洗涤、真空干燥即得到C103_插层的Mg、Al水滑石Ula25(OH)2] (QO3)a25 · 2H20 11. 5g。在pH = 4(醋酸调pH = 4)时，称取0. 5g制得的Mg、Al水滑石加入到IOOmL 2% NaCl溶液中，反应30min，产生Cl2浓度为1. 34mg/L0实施例11配成IOOmL 0. 5mol/L Mg(NO3)2JPO. 125mol/L Al (NO3) 3 的混合溶液，为溶液 Α。配成IOOmL 1. 25mol/L NaOH和0. 125mol/L KClO3的混合溶液，为溶液B。在N2保护和剧烈搅拌下，将溶液A和溶液B缓慢滴加到IOOmL的去CO2的去离子水中，强烈搅拌，控制反应液的PH在10士0. 2，滴加完毕后继续搅拌30min，65°C晶化48h，将产物离心分离、用去离子水洗涤、真空干燥即得到 ClO3-插层的 Mg、Al 水滑石[Mg0.8A10.2 (OH)2] (ClO3)a2 · 2H20 6. 9g。在pH = 4(醋酸调pH = 4)时，称取0. 5g制得的Mg、Al水滑石加入到IOOmL 2% NaCl溶液中，反应30min，产生Cl2浓度为0. 96mg/L。
权利要求
1.一种镁铝二元水滑石，其特征在于所述镁铝二元水滑石化学通式为 [Mg2YxAlx3+(OH) 2]x+(ClCV)x · mH20, χ 为 Al3+/(Mg2++Al3+)的物质的量之比，0· 2 ^ χ ^ 0. 4 ； m是结晶水数量，2彡m彡6。
2.如权利要求1所述的镁铝二元水滑石，其特征在于所述镁铝二元水滑石的化学通式为[Mg2+2//3Al1/33+(OH)2]1/3 (CIO3O173 · 2H20。
3.如权利要求1或2所述的镁铝二元水滑石作为消毒剂的应用。
4.如权利要求3所述的应用，其特征在于所述应用为镁铝二元水滑石应用于海水养殖中，作为水体消毒剂的应用。
5.如权利要求4所述的应用，其特征在于所述应用的方法为，将镁铝二元水滑石投入海水养殖的水体中，反应20分钟 4小时，即得到消毒后的水体；所述镁铝二元水滑石的用量为水体质量的0. 25 2%。
全文摘要
本发明公开了一种镁铝二元水滑石，所述镁铝二元水滑石化学通式为[Mg2+1-xAlx3+(OH)2]x+(ClO3-)x·mH2O，x为Al3+/(Mg2++Al3+)的物质的量之比，0.2≤x≤0.4；m是结晶水数量，2≤m≤6。并公开了所述的镁铝二元水滑石作为消毒剂的应用，特别是应用于海水养殖中，作为水体消毒剂的应用。本发明提供的ClO3-插层的Mg、Al水滑石可以缓慢释放ClO3-，与海水养殖水体中的Cl-作用，可持续、稳定产生少量的Cl2进行水体消毒，因此，在海水养殖中，可直接将该类水滑石投入海水养殖的水体中，利用产生Cl2进行水体消毒，同时可利用ClO3-插层的Mg、Al水滑石本身的吸附性能对海水中呈阴离子型的有害物质进行吸附，从而达到有效地净化水体的目的。
文档编号A01K61/00GK102150685SQ20111003444
公开日2011年8月17日 申请日期2011年1月31日 优先权日2011年1月31日
发明者倪哲明, 施炜, 林文权, 王力耕, 王恒定, 袁庭, 郑立 申请人:浙江工业大学