本发明涉及层状双氢氧化物，具体涉及一种低成本环境友好型ca/fe层状双氢氧化物的制备方法及应用。
背景技术：
1、随着工业生产、汽车尾气排放等活动的进行，大量的重金属和co2气体被排入水环境和大气环境中，威胁着生态安全和人类健康，同时co2的排放加剧了地球的温室效应与气候变暖。为构建绿色低碳社会并实现碳达峰、碳中和的目标，亟需研发水中重金属和空气中co2高效去除方法。目前处理水体重金属污染的常用方法有沉淀法、反渗透法、离子交换法、电凝法、氧化还原法、吸附法、生物化学法，其中吸附法涉及的常用吸附剂包括活性炭、粉煤灰、树脂吸附剂、硅藻土等。然而上述方法不同程度上具有成本高、去除效率偏低、易产生二次污染、操作复杂、回收困难等缺点。而常见的吸附捕集co2的方法有吸收法、膜分离法、低温分离法等，存在对设备腐蚀性强、再生能耗高、选择性差、成本高等缺点。因此开发高效的重金属和co2吸附材料仍十分必要。
2、层状双氢氧化物(ldh)具有独特层状结构，其层间阴离子可交换、层间水和结构水可移动、表面呈强碱性，具有吸附选择性高、吸附容量大、比表面积大、脱附性能好、无二次环境污染、成本低廉可大规模运用等特点。ca/fe层状双氢氧化物的层板由ca2+和fe3+组成，层间可以由cl-、so42-、no3-、oh-等阴离子组成。因层板含ca2+和fe3+，其对水体重金属离子(如氟离子、砷酸根离子、铬酸根离子等)吸附与co2吸收捕集具有较高的吸附效率，且不会对环境造成显著的二次污染。
3、目前，制备层状双氢氧化物的的方法主要有共沉淀法、成核/晶化隔离法、溶胶-凝胶法、水热合成法、电合成法、离子交换法、焙烧复合氧化物复原法等，原料以化工试剂如金属氯化物、硝酸盐等为主，尚没有利用多源工业固废(磷石膏、盐石膏、羟基磷灰石等)“以废制废”，制备ca/fe层状双氢氧化物的研究。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用多源工业固废制备低成本环境友好型ca/fe层状双氢氧化物的制备方法。
2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、本发明提供一种ca/fe层状双氢氧化物的制备方法，具体为：采用机械化学法将钙源与铁源合成为ca/fe层状双氢氧化物；所述钙源为采用浓硫酸从工业固废中提取得到；所述工业固废为磷石膏、羟基磷灰石、苏打石膏、盐石膏中的一种或多种；所述铁源为非晶形fe(oh)3。
4、优选的，所述机械化学法的具体步骤为：
5、s1.取钙源、铁源、去离子水置于容器中，加入研磨介质，研磨6～12h后取出混合物；
6、s2.在混合物中加入去离子水，置于70～90℃培养箱中稳定化处理48～60h后取出，过滤、洗涤，得滤渣；
7、s3.将滤渣干燥、研磨、过筛，得到粉末状ca/fe层状双氢氧化物。
8、优选的，步骤s1中，所述钙源、铁源、去离子水的摩尔比为5:(1～3):(15～20)。
9、优选的，步骤s1中，所述研磨介质与钙源+铁源的质量比为5～10:1，所述研磨介质为氧化锆珠、硅酸锆珠、棕刚玉研磨石中的一种或多种，所述研磨介质的莫氏硬度为8～10。
10、优选的，步骤s3中，所述滤渣干燥温度为60～70℃，干燥时间为2～24h。
11、优选的，所述工业固废中，钙含量高于20％，含水率为0.1％～15％，ph为6～8。
12、优选的，所述钙源的提取方法为：将工业固废与浓硫酸以质量比1:(5.5～12)混合，60～100℃下反应4～24h，再经过滤、高压喷淋、高温水热、干燥后获得。
13、优选的，所述高压喷淋泵压为50～70mpa，喷淋用水电导率为100～200μs/cm、浊度为0.1～3ntu、硬度以caco3浓度计为60～120mg/l；所述高温水热反应温度为150～300℃，反应时间为0.5～12h；所述干燥温度为50～80℃，干燥时间为2～8h。
14、优选的，所述铁源的制备方法为：将六水合氯化铁与碳酸钠分别溶于去离子水中，得到铁盐溶液和碳酸钠溶液，将铁盐溶液滴加到碳酸钠溶液中，铁元素和钠元素的摩尔比为2:(3～4)，搅拌均匀，经离心、洗涤、干燥后，即得。
15、本发明还提供上述制备方法制备的ca/fe层状双氢氧化物在水体中重金属污染物的处理或co2的吸附与捕集中的应用。
16、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
17、(1)本发明制备ca/fe层状双氢氧化物的原材料多源工业固废丰富易得，实现了以废治废。两种原料前处理流程简单、易操作，所需设备较为常规，生产成本低，吸附材料绿色无毒，不会对环境造成二次污染，适于大规模推广应用。
18、(2)本发明制备的ca/fe层状双氢氧化物材料可以在短时间内实现受污染水体中大多数阴离子形态重金属的同时去除，将金属污染物降低到地表水水质限值以下；同时具有二氧化碳吸收容量大、效率高、脱附性能好等特点，在水体重金属污染修复与二氧化碳捕集吸收方面均展现了巨大的应用潜力。
1.一种ca/fe层状双氢氧化物的制备方法，其特征在于，采用机械化学法将钙源与铁源合成为ca/fe层状双氢氧化物；所述钙源为采用浓硫酸从工业固废中提取得到；所述工业固废为磷石膏、羟基磷灰石、苏打石膏、盐石膏中的一种或多种；所述铁源为非晶形fe(oh)3。
2.根据权利要求1所述的ca/fe层状双氢氧化物的制备方法，其特征在于，所述机械化学法的具体步骤为：
3.根据权利要求2所述的ca/fe层状双氢氧化物的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述钙源、铁源、去离子水的摩尔比为5:(1～3):(15～20)。
4.根据权利要求2所述的ca/fe层状双氢氧化物的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述研磨介质与钙源+铁源的质量比为5～10:1，所述研磨介质为氧化锆珠、硅酸锆珠、棕刚玉研磨石中的一种或多种，所述研磨介质的莫氏硬度为8～10。
5.根据权利要求2所述的ca/fe层状双氢氧化物的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述滤渣干燥温度为60～70℃，干燥时间为2～24h。
6.根据权利要求1所述的ca/fe层状双氢氧化物的制备方法，其特征在于，所述工业固废中，钙含量高于20％，含水率为0.1％～15％，ph为6～8。
7.根据权利要求1所述的ca/fe层状双氢氧化物的制备方法，其特征在于，所述钙源的提取方法为：将工业固废与浓硫酸以质量比1:(5.5～12)混合，60～100℃下反应4～24h，再经过滤、高压喷淋、高温水热、干燥后获得。
8.根据权利要求7所述的ca/fe层状双氢氧化物的制备方法，其特征在于，所述高压喷淋泵压为50～70mpa，喷淋用水电导率为100～200μs/cm、浊度为0.1～3ntu、硬度以caco3浓度计为60～120mg/l；所述高温水热反应温度为150～300℃，反应时间为0.5～12h；所述干燥温度为50～80℃，干燥时间为2～8h。
9.根据权利要求1所述的ca/fe层状双氢氧化物的制备方法，其特征在于，所述铁源的制备方法为：将六水合氯化铁与碳酸钠分别溶于去离子水中，得到铁盐溶液和碳酸钠溶液，将铁盐溶液滴加到碳酸钠溶液中，铁元素和钠元素的摩尔比为2:(3～4)，搅拌均匀，经离心、洗涤、干燥后，即得。
10.权利要求1～9任一项所述的制备方法制备的ca/fe层状双氢氧化物在水体中重金属污染物的处理或co2的吸附与捕集中的应用。