一种高吸附性能的Mg-Fe层状双氢氧化物吸附剂的制备及应用

本发明涉及染料吸附材料领域，特别涉及一种高吸附性能的mg-fe层状双氢氧化物吸附材料，可用于水体中甲基橙(mo)的吸附和富集分离。

背景技术：

1、随着经济的快速发展，水污染环境问题日益突出。纺织染料作为污染物最为典型的一种，在纺织、造纸、印染等领域应用广泛，其不可生物降解、有毒且致癌性，对人类和水生动植物带来严重的威胁。因此，寻找有效，简单的染料废水处理方法十分必要。近年来，人们已经采用各种技术去除染料废水，其中包括光催化降解、膜分离、絮凝、离子交换和吸附等技术。其中，吸附法因其设计灵活简单，高效、低耗、低成本而被广泛应用。因此，研究开发高效、廉价的吸附剂成为当前的研究热点。层状双氢氧化物（ldh）是由二价和三价金属氢氧化物组成的层状结构的无机功能材料。由于层间离子交换性、热稳定性和记忆效应，其在催化和吸附方面受到广泛关注。由于材料性能对工艺参数有较高的敏感性，研究不同的工艺参数对于插层材料稳定性和吸附效果的影响，这对简化制备工艺以及其他层状双氢氧化物控形控性提供了参考。

技术实现思路

1、本发明公开了一种高吸附性能的mg-fe层状双氢氧化物吸附剂制备方法及应用。即采用单因素实验，其他控制因素不变，以ph，老化温度，金属盐摩尔比为单因素，对设计的工艺参数进行实际制备，将设计的材料工艺参数和对应的结构性能进行总结对比。一方面可以研究不同因素下对材料稳定性的影响，另一方面可以探索制备高吸附性能的mg-fe层状双氢氧化物吸附剂新途径的同时，为简化制备工艺以及其他层状双氢氧化物控形控性提供了参考。整个过程操作简单、成本低，优化筛选出来的mg-fe层状双氢氧化物吸附材料对mo具有高吸附性能特征，可作为一种很好的吸附剂。

2、作为本发明的一种优选技术方案，所述具体包括如下步骤：

3、(1)将镁源、铁源金属盐溶于100ml超纯水中，盐溶液中镁源和铁源共计50 mmol，记为溶液a；配制100 ml naoh，记为溶液b；配置100ml cl-离子溶液，记为溶液c；

4、(2)在室温下，将步骤(1)中得到的a、b两种溶液匀速滴入溶液c中，滴加过程中，用机械搅拌器以100 rpm的转速匀速搅拌，并用ph计实时监测共沉淀体系的ph值变化；

5、(3)将步骤(2)所得到的沉淀物水浴恒温4h，将晶化产物离心、用超纯水洗涤4次至恒定ph；

6、(4)将步骤(3)将所得膏体置于70℃鼓风干燥箱恒温干燥48 h，用研钵研磨，过200目筛后获得ldhs吸附材料；

7、(5)将上述制得的mg/fe层状双氢氧化物吸附剂应用于水中甲基橙mo的吸附去除；

8、(6)根据sem、xrd、ft-ir表征手段及吸附实验，筛选出制备工艺参数；

9、优选的，所述溶液a镁源、铁源金属盐的摩尔比为2:1~4:1；所述溶液b物质的量为200 mmol；所述溶液c与溶液a中镁源、铁源总量摩尔比为1：1.5~2.5；

10、优选的，共沉淀体系的ph值为10~12；所述水浴温度为60~100℃；

技术特征：

1.一种高吸附性能mg/fe层状双氢氧化物的制备方法，其特征在于，具体步骤为：

2.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中所述溶液a镁源、铁源金属盐的摩尔比为2:1~4:1；所述溶液b物质的量为200 mmol；所述溶液c与溶液a中镁源、铁源总量摩尔比为1：1.5~2.5。

3.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中的ph为10~12。

4.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中水浴温度为60~100℃。

技术总结
本发明公开了一种高吸附性能的Mg‑Fe层状双氢氧化物吸附剂制备方法及应用。为了优化制备过程中主要因素对材料结构的影响，将pH、M<supgt;2+</supgt;/M<supgt;3+</supgt;摩尔比、老化温度作为特征因素，通过共沉淀法制备出10种LDHs材料，采用SEM、XRD、FT‑IR等技术对材料形貌、结晶度和化学结构组成进行探讨，并选取优质材料进行染料吸附性能研究。结果表明，在80℃水浴温度下老化4 h制备出层状结构完整、晶体结构良好的Mg‑Fe‑LDHs材料，其可通过插层‑分裂机制、静电吸附、氢键、π‑π相互作用，大大增强对水溶液中甲基橙（MO）的吸附能力，优选出来的Mg‑Fe‑LDHs为去除水中MO提供一种良好的吸附材料。

技术研发人员：张华,陆良全,武振宇
受保护的技术使用者：桂林理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15