用于廢水處理的復(fù)合膨潤(rùn)土的制備方法及應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種廢水處理吸附劑，具體為用于廢水處理的復(fù)合膨潤(rùn)土的制備方法及應(yīng)用。由以下原料按照重量份數(shù)制得：膨潤(rùn)土50份、氧化石墨0.5-2份；將膨潤(rùn)土分散在水中，用超聲波分散，得到均勻的膨潤(rùn)土懸濁液；將氧化石墨分散在水中，用超聲波剝離得到均勻的氧化石墨烯溶液；將膨潤(rùn)土懸濁液、氧化石墨烯溶液混合，然后經(jīng)過(guò)離心脫水和洗滌，烘干即得到用于廢水水處理的復(fù)合膨潤(rùn)土。本發(fā)明提供的用于污水處理的復(fù)合膨潤(rùn)土，合成方法簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，去除水中有機(jī)染料的方法操作簡(jiǎn)單，環(huán)境友好，對(duì)有機(jī)染料的吸附性能明顯優(yōu)于現(xiàn)有的天然膨潤(rùn)土，有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于廢水處理的復(fù)合膨潤(rùn)土的制備方法及應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種廢水處理吸附劑，具體為用于廢水處理的復(fù)合膨潤(rùn)土的制備方法及應(yīng)用方法。

【背景技術(shù)】
[0002]印染污水的有機(jī)染料處理方法主要有物理法、化學(xué)法和電解法。其中以物理法的吸附脫色最為簡(jiǎn)便有效。目前，應(yīng)用最為廣泛的脫色吸附劑為活性炭。但活性炭?jī)r(jià)格高昂而且不易再生等問(wèn)題，使其應(yīng)用受限。因此，開(kāi)發(fā)高效廉價(jià)的吸附劑對(duì)于印染廢水的處理成為研究熱點(diǎn)。
[0003]膨潤(rùn)土是一種廣泛分布的非金屬礦產(chǎn)，是以蒙脫石為主要成分的2: I型層狀含水鋁硅酸鹽粘土礦物，每個(gè)晶層由兩層硅氧四面體中夾一層鋁氧八面體構(gòu)成。膨潤(rùn)土表面的硅氧結(jié)構(gòu)和層間陽(yáng)離子的水合，使其具有親水性，具有特殊的吸水膨脹特性，同時(shí)，層間存在大量可交換的陽(yáng)離子如Ca、Na、K等，這些離子與蒙脫石晶胞作用不穩(wěn)定，很容易被其它陽(yáng)離子交換，具有較大的比表面積和可控的層間距。因此，膨潤(rùn)土的這種層間結(jié)構(gòu)特征和表面特性賦予了其良好的吸附性能，它作為一種天然的低成本吸附劑在工業(yè)廢水處理中具有廣闊的應(yīng)用前景。但是，由于天然的膨潤(rùn)土親水性強(qiáng)，對(duì)有機(jī)物的吸附不理想，同時(shí)，膨潤(rùn)土表面的S1-O/Al-O基數(shù)目有限、鍵合力不強(qiáng)，層間陽(yáng)離子交換容量受膨潤(rùn)土內(nèi)所含蒙脫石種類(lèi)和含量的制約，其吸附性能較弱，不能滿足工業(yè)實(shí)際需求。
[0004]氧化石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的新型二維碳材料，在其二維基面上連有一些官能團(tuán)，如羥基、環(huán)氧基、羰基、羧基等。氧化石墨烯擁有完美的物理化學(xué)特性和高的的比表面積，物化性質(zhì)穩(wěn)定，且有η電子共軛結(jié)構(gòu)。石墨烯自身的這種特點(diǎn)使其成為去除水中染料、重金屬的一種優(yōu)異吸附劑。因此氧化石墨烯在吸附領(lǐng)域中有很大潛力。但是，單一的氧化石墨烯材料作為吸附劑材料，受其容易團(tuán)聚的缺陷，導(dǎo)致其比表面積降低，從而大大降低了其作為吸附劑材料吸附容量，限制了其在水處理中的應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供用于去除污水中有機(jī)染料的復(fù)合膨潤(rùn)土及其制備方法，用以克服現(xiàn)有技術(shù)中因膨潤(rùn)土具有親水性，使其去除污水中有機(jī)染料吸附性能較低的缺點(diǎn)，同時(shí)也克服了單一的石墨烯材料作為吸附劑材料易團(tuán)聚而降低吸附效率的缺陷。本發(fā)明提供了一種復(fù)合膨潤(rùn)土 -膨潤(rùn)土石墨烯的制備方法，該方法環(huán)境友好、操作簡(jiǎn)單，由該方法制備得到的吸附劑對(duì)廢水中亞甲基藍(lán)去除率高，實(shí)用性強(qiáng)。同時(shí)本發(fā)明還提供了一種由上述方法制備得到的復(fù)合膨潤(rùn)土吸附劑在去除水中亞甲基藍(lán)的應(yīng)用方法，利用上述吸附劑，能有效去除水中亞甲基藍(lán)，處理時(shí)間短，去除率高。本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0006]1.用于污水處理的復(fù)合膨潤(rùn)土的制備方法，包括:
[0007]由以下原料按照重量份數(shù)制得:膨潤(rùn)土 50份、氧化石墨0.5-2份；
[0008]其制備方法包括以下步驟:
[0009](I)按照重量份數(shù)稱(chēng)取膨潤(rùn)土，將膨潤(rùn)土分散在水中，用超聲波分散，得到均勻的膨潤(rùn)土懸濁液；
[0010](2)按照重量份數(shù)稱(chēng)取氧化石墨，將氧化石墨分散在水中，用超聲波剝離得到均勻的氧化石墨烯溶液；
[0011](3)將膨潤(rùn)土懸濁液、氧化石墨烯溶液混合，然后經(jīng)過(guò)離心脫水和洗滌，烘干即得到用于污水處理的復(fù)合膨潤(rùn)土。
[0012]2.上述制備得到的復(fù)合膨潤(rùn)土去除水中亞甲基藍(lán)的應(yīng)用方法:
[0013]將上述制備的吸附劑直接投入到含有亞甲基藍(lán)的廢水中，室溫下振蕩，利用離心機(jī)分離吸附劑和被處理的廢水。吸附操作簡(jiǎn)單，方便。
[0014]本發(fā)明提供的用于廢水處理的復(fù)合膨潤(rùn)土，用于從廢水中去除有機(jī)染料，膨潤(rùn)土為主體與少量氧化石墨混合進(jìn)行反應(yīng)制得，合成方法簡(jiǎn)單，綠色環(huán)保，不需額外加入化學(xué)試齊U，操作安全，制備周期短，原料價(jià)格低廉并易得，生產(chǎn)成本低。所制備的復(fù)合膨潤(rùn)土能高效、快速的去除有機(jī)染料，且吸附性能明顯優(yōu)于現(xiàn)有的天然膨潤(rùn)土。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為實(shí)施例的復(fù)合膨潤(rùn)土和對(duì)比例的膨潤(rùn)土對(duì)亞甲基藍(lán)的去除效果影響圖；
[0016]圖2為實(shí)施例的復(fù)合膨潤(rùn)土和對(duì)比例的膨潤(rùn)土在40分鐘時(shí)對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附量柱狀圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例1
[0018]將稱(chēng)取0.5g膨潤(rùn)土分散在10mL水中，超聲波分散30min，得到均勻的懸濁液A ;稱(chēng)取0.005g氧化石墨，分散在10mL水溶液中，超聲波剝離lh，得到氧化石墨烯溶液B ;將A、B兩溶液在室溫下混合約6h，然后離心，洗滌，烘干即得膨潤(rùn)土與氧化石墨烯復(fù)合物。膨潤(rùn)土 MMT與氧化石墨烯GO的比為50: 0.5ο
[0019]實(shí)施例2
[0020]將稱(chēng)取0.5g膨潤(rùn)土分散在10mL水中，超聲波分散30min，得到均勻的懸濁液A ;稱(chēng)取0.0lg氧化石墨，分散在10mL水溶液中，超聲波剝離lh，得到氧化石墨烯溶液B ;將八、B兩溶液在室溫下混合約6h，然后離心，洗滌，烘干即得膨潤(rùn)土與氧化石墨烯復(fù)合物。MMT與GO的比為50:1。
[0021]實(shí)施例3
[0022]將稱(chēng)取0.5g膨潤(rùn)土分散在10mL水中，超聲波分散30min，得到均勻的懸濁液A ;稱(chēng)取0.015g氧化石墨，分散在10mL水溶液中，超聲波剝離lh，得到氧化石墨烯溶液B ;將A、B兩溶液在室溫下混合約6h，然后離心，洗滌，烘干即得膨潤(rùn)土與氧化石墨烯復(fù)合物。MMT與GO的比為50: 1.5。
[0023]實(shí)施例4
[0024]將稱(chēng)取0.5g膨潤(rùn)土分散在10mL水中，超聲波分散30min，得到均勻的懸濁液A ;稱(chēng)取0.02g氧化石墨，分散在10mL水溶液中，超聲波剝離lh，得到氧化石墨烯溶液B ;將八、B兩溶液在室溫下混合約6h，然后離心，洗滌，烘干即得膨潤(rùn)土與氧化石墨烯復(fù)合物。MMT與GO的比為50: 2。
[0025]所制備的復(fù)合膨潤(rùn)土用于吸附水中亞甲基藍(lán):
[0026]應(yīng)用實(shí)施例1
[0027]稱(chēng)取0.02g復(fù)合膨潤(rùn)土(G0/MMT，MMT: GO = 50: 2)加入到10mL錐形瓶中，然后向其中加入50mL起始濃度300mg I/1的亞甲基藍(lán)溶液，放入振蕩器中室溫振蕩，間隔不同時(shí)間取樣，離心，將上清液進(jìn)行紫外-可見(jiàn)吸收光譜測(cè)試，得出復(fù)合物對(duì)亞甲基藍(lán)去除率。
[0028]應(yīng)用實(shí)施例2
[0029]稱(chēng)取0.02g 復(fù)合膨潤(rùn)土(G0/MMT，MMT: GO = 50: 1.5)加入到 10mL 錐形瓶中，然后向其中加入50mL起始濃度300mg Γ1的亞甲基藍(lán)溶液，放入振蕩器中室溫振蕩，間隔不同時(shí)間取樣，離心，將上清液進(jìn)行紫外-可見(jiàn)吸收光譜測(cè)試，得出復(fù)合物對(duì)亞甲基藍(lán)去除率。
[0030]應(yīng)用實(shí)施例3
[0031]稱(chēng)取0.02g復(fù)合膨潤(rùn)土(G0/MMT，MMT: GO = 50: I)加入到10mL錐形瓶中，然后向其中加入50mL起始濃度300mg I/1的亞甲基藍(lán)溶液，放入振蕩器中室溫振蕩，間隔不同時(shí)間取樣，離心，將上清液進(jìn)行紫外-可見(jiàn)吸收光譜測(cè)試，得出復(fù)合物對(duì)亞甲基藍(lán)去除率。
[0032]應(yīng)用實(shí)施例4
[0033]稱(chēng)取0.02g 復(fù)合膨潤(rùn)土(G0/MMT，MMT: GO = 50: 0.5)加入到 10mL 錐形瓶中，然后向其中加入50mL起始濃度300mg Γ1的亞甲基藍(lán)溶液，放入振蕩器中室溫振蕩，間隔不同時(shí)間取樣，離心，將上清液進(jìn)行紫外-可見(jiàn)吸收光譜測(cè)試，得出復(fù)合物對(duì)亞甲基藍(lán)去除率。
[0034]對(duì)比例
[0035]稱(chēng)取0.02g膨潤(rùn)土加入到10mL錐形瓶中，然后向其中加入50mL起始濃度300mg
L—1的亞甲基藍(lán)溶液，放入振蕩器中室溫振蕩，間隔不同時(shí)間取樣，離心，將上清液進(jìn)行紫外-可見(jiàn)吸收光譜測(cè)試，得出膨潤(rùn)土對(duì)亞甲基藍(lán)去除率。
[0036]膨潤(rùn)土與氧化石墨的比例會(huì)影響亞甲基藍(lán)的去除率。在前1min內(nèi)，復(fù)合膨潤(rùn)土(GO/MMT, MMT: GO = 50: 2)對(duì)高濃度亞甲基藍(lán)(300mg Γ1)溶液的去除率就可以達(dá)到81%，而膨潤(rùn)土的去除率僅為64%。在10min時(shí)，膨潤(rùn)土石墨烯復(fù)合物(G0/MMT)對(duì)亞甲基藍(lán)(300mg Γ1)溶液去除率達(dá)到99%，基本達(dá)到平衡。所以，復(fù)合膨潤(rùn)土(G0/MMT)能高效、快速的去除水溶液中的亞甲基藍(lán)，大大提高了膨潤(rùn)土用于染料廢水處理的效率。
[0037]本發(fā)明的實(shí)施例的復(fù)合膨潤(rùn)土與對(duì)比例的膨潤(rùn)土處理廢水效果如圖1和圖2所示，圖1為實(shí)施例的復(fù)合膨潤(rùn)土和對(duì)比例的膨潤(rùn)土對(duì)亞甲基藍(lán)的去除效果影響圖，亞甲基藍(lán)的初始濃度為300mg L'圖2為實(shí)施例的復(fù)合膨潤(rùn)土和對(duì)比例的膨潤(rùn)土在40分鐘時(shí)對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附量柱狀圖，亞甲基藍(lán)的初始濃度為300mg L'從結(jié)果分析可知，本發(fā)明提供的復(fù)合膨潤(rùn)土吸附效果明顯優(yōu)于對(duì)比例的效果。
【權(quán)利要求】
1.用于廢水處理的復(fù)合膨潤(rùn)土，其特征在于:由以下原料按照重量份數(shù)制得:膨潤(rùn)土50份、氧化石墨0.5-2份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于污水處理的復(fù)合膨潤(rùn)土，其特征在于:制備方法包括以下步驟: (1)按照重量份數(shù)稱(chēng)取膨潤(rùn)土，將膨潤(rùn)土分散在水中，用超聲波分散，得到均勻的膨潤(rùn)土懸濁液； (2)按照重量份數(shù)稱(chēng)取氧化石墨，將氧化石墨分散在水中，用超聲波剝離得到均勻的氧化石墨烯溶液； (3)將膨潤(rùn)土懸濁液、氧化石墨烯懸浮液混合，然后經(jīng)過(guò)離心脫水和洗滌，烘干即得到用于廢水處理的復(fù)合膨潤(rùn)土。
3.用于廢水處理的復(fù)合膨潤(rùn)土的應(yīng)用方法，其特征在于，將用于廢水處理的復(fù)合膨潤(rùn)土作為吸附劑直接投入到含有亞甲基藍(lán)的廢水中，室溫下振蕩，利用離心機(jī)分離吸附劑和被處理的廢水。
【文檔編號(hào)】C02F1/58GK104437359SQ201410557305
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】艾倫弘, 蔣靜, 李麗麗, 張彩紅 申請(qǐng)人:西華師范大學(xué)