专利名称：一种利用印染废水中阴离子染料制备有机水滑石的方法
技术领域：
本发明涉及环境污染控制与新材料开发，尤其涉及一种利用印染废水中的阴离子染料制备有机水滑石吸附剂的方法。
背景技术：
合成染料具有复杂的芳香烃分子结构，种类繁多，难以生物降解。某些染料或其降解产物具有强烈的致癌、致畸、致突变效应，因而染料污染的水体处理已成为有待解决的难题之一。据报道，商业染料约有I万种，每年染料的总产量为60万吨，我国年产量已达15 万吨，生产过程中大约有10°/Γ20%的染料会直接随水排入环境。染料废水往往具有色度高、 毒性大等特点。
通常用物理、化学或生物方法如混凝沉淀、化学氧化、离子交换、超膜滤、光催化氧化、微生物吸附降解等处理染料废水，然而，这些技术对废水中色度的去除效果不太明显， 并且处理费用高，处理废水的范围较窄。将廉价的矿物材料用作吸附剂吸附废水中的染料， 成本低廉，来源丰富。
层状双轻基复合金属氧化物(Layered Double Hydroxides,简称LDH),又称水滑石，是一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，经离子交换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、层间离子具有可交换性的一类化合物，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换性，将一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[M2YxM3+X_2Γ [(A11— )χ/η·πιΗ20]，其中M2+为Mg2+，Ni2+， Mn2+，Zn2+，Ca2+，Fe2+，Cu2+ 等二价金属阳离子；M3+ 为 Al3+，Cr3+，Fe3+，Co3+ 等三价金属阳离子； A11—为阴离子，如C032—，NO3' CF, OH—，S042—，PO,，C6H4 (COO) 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，层间距也会增大，以容纳更多的污染物。
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变为分配作用为主，吸附去除水中有机污染物的效率比原土高几十到几百倍。 常用有机酸来改性比如水杨酸、硬脂酸葡萄糖酸等，由于这些物质的加入，导致有机水滑石的价格相应的变得很高，严重限制了有机水滑石在水处理方面的应用。发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种利用印染废水中存在的阴离子染料来改性水滑石，并作为吸附剂用于有机废水处理。
本发明采用的技术方案是依次包括如下步骤I)将印染废水过滤去掉固态杂质，得到不含固态杂质的印染废水；2)将过5(Γ100目的水滑石加入所述不含固态杂质的印染废水中，固液质量比为1: 1000^5000，搅拌4 5h，沉淀分离，烘干，碾磨即可。
本发明的有益效果是I、利用印染过程中所用的染料绝大部分是阴离子染料的特点，这些染料如果用生化过程来处理，生化效果差、同时可能生成毒性更强的中间体。
2、以印染废水中的阴离子染料为改性剂来合成有机水滑石，在制备有机水滑石的同时，有效吸附去除印染废水中的阴离子染料，既去除了废水中的阴离子染料又合成了有机水滑石，实现废物回收。
3、所制备的有机水滑石价格低廉，废水处理效果明显，达到以废治废的效果，具有很强的经济和实用价值。
具体实施方式
将印染废水过滤去掉固态杂质，得到不含固态杂质的印染废水；将过5(Tl00目的水滑石加入上述印染废水中，固液质量比为1:100(Γ5000，搅拌4 5h，沉淀分离，烘干，碾磨即可，该过程中阴离子染料通过阴离子的交换作用进入水滑石层间，而形成有机水滑石。所采用的水滑石可以是市售的商品，也可以根据现有技术制备，其制备技术是总所周知的。水滑石化学结构通式为[M2YxM3+X (OH) 2]x+ [(八11-)!￡/11*111!120]，其中俨为1%2+，附2+^112+，Zn2+， Ca2+，Fe2+，Cu2+等二价金属阳离子中的任一种；Μ3+为Al3+，Cr3+，Fe3+，Co3+等三价金属阳离子中的任一种为阴离子，如CO广，NOp Cr，or, SO广，PO广等无机离子中的任一种； X=O. 5 O. 15 ;M2+/M3+=1 5。
以下进一步提供本发明的3个实施例实施例I将含酸性大红的印染废水过滤去掉固态杂质，得到不含固态杂质的印染废水；将过 100目的市售镁铝型水滑石加入上述印染废水中，固液质量比为1:1000，搅拌4 h，沉淀分离，烘干，碾磨得到有机水滑石。
在200 mL锥形瓶中加入50mL含菲浓度为I mg/L废水，加入20 mg有机水滑石。 放入恒温振荡器内，在25°C，200 rpm条件下振荡2小时，取出后离心分离，用紫外可见分光光度计测定浓度，去除率为98. 4%。不改性的同样的水滑石在同样的条件下对该污染物的去除率仅为2. 3%。
实施例2将含橙II染料的印染废水过滤去掉固态杂质，得到不含固态杂质的印染废水；将过50 目的市售铜铝型水滑石加入上述印染废水中，固液质量比为1:5000，搅拌5h，沉淀分离，烘干，碾磨得到有机水滑石。
在200 mL锥形瓶中加入50mL含对硝基苯浓度为5 mg/L废水，加入25 mg有机水滑石。放入恒温振荡器内，在25°C，200 rpm条件下振荡2小时，取出后离心分离，用紫外可见分光光度计测定浓度，去除率为96. 5%。不改性的同样的水滑石在同样的条件下对该污染物 的去除率仅为3. 1%。
实施例3首先按照文献(镁铝型水滑石水热合成，应用化学，2001，18，70-72)合成制得镁铝型水滑石；将含橙II和酸性大红两种混合染料的印染废水过滤去掉固态杂质，得到不含固态杂质的印染废水；将过80目的制得的水滑石加入上述印染废水中，固液质量比为I :3000，搅拌5h，沉淀分离，烘干，碾磨得到有机水滑石。
在200 mL锥形瓶中加入50mL含对硝基苯酚浓度为5 mg/L废水，加入25 mg有机水滑石。放入恒温振荡器内，在25°C，200 rpm条件下振荡2小时，取出后离心分离，用紫外可见分光光度计测定浓度，去除率为93. 2%。不改性的同样的水滑石在同样的条件下对该污染物的去除率仅为2. 5%。
权利要求
1.一种利用印染废水中阴离子染料制备有机水滑石的方法，其特征是依次包括如下步骤 1)将印染废水过滤去掉固态杂质，得到不含固态杂质的印染废水； 2)将过5(T100目的水滑石加入所述不含固态杂质的印染废水中，固液质量比为I:1000^5000，搅拌4 5h，沉淀分离，烘干，碾磨即可。
全文摘要
本发明公开一种利用印染废水中阴离子染料制备有机水滑石的方法，将印染废水过滤去掉固态杂质，得到不含固态杂质的印染废水；将过50~100目的水滑石加入所述不含固态杂质的印染废水中，固液质量比为11000~5000，搅拌4~5h，沉淀分离，烘干，碾磨即可；以印染废水中的阴离子染料为改性剂来合成有机水滑石，在制备有机水滑石的同时，有效吸附去除印染废水中的阴离子染料，既去除了废水中的阴离子染料又合成了有机水滑石，实现废物回收；所制备的有机水滑石价格低廉，废水处理效果明显，达到以废治废的效果。
文档编号C02F1/28GK102974313SQ201210494340
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月28日 优先权日2012年11月28日
发明者马建锋, 高琪, 姚超, 李定龙 申请人:常州大学