一种双金属氧化物/碳复合材料的制备方法及应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105854795A(43)申请公布日2016.08.17(21)申请号201610213297.9(22)申请日2016.04.08(71)申请人济南大学地址250022山东省济南市市中区南辛庄西路336号(72)发明人孟嘉闫良国于海琴闫涛杜斌(74)专利代理机构济南誉丰专利代理事务所(普通合伙企业)37240代理人李茜(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)C02F1/28(2006.01)C02F101/20(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种双金属氧化物/碳复合材料的制备方法及应用(57)摘要本发明涉及双金属氧化物/碳复合材料的制备及应用，属于复合材料制备和水处理技术领域。本发明将硝酸镁或硝酸锌和硝酸铝的混合盐溶液与氢氧化钠和碳酸钠的混合碱溶液逐滴加入到60℃加热的装有蒸馏水的烧杯中，控制pH值10左右，继续搅拌6～12h，静置3～6h，得到水滑石的悬浊液；将刚果红废水加入到水滑石的悬浊液，振荡3h；然后干燥、粉碎，置于高温管式炉中，在氮气保护下500~800℃下加热2~4h，得到双金属氧化物/碳复合材料；将其应用于水中铅、镉、铜离子的去除，效果良好。本发明制备的双金属氧化物/碳复合材料，制备工艺简单，条件易控，且吸附容量高，能有效去除水中的重金属离子，复合材料制备与吸附过程环境友好。CN105854795ACN105854795A权利要求书1/1页1.双金属氧化物/碳复合材料的制备方法及应用，其特征在于，包括以下步骤：（1）将二价金属硝酸盐、硝酸铝溶于蒸馏水中生成盐溶液，将NaOH、Na2CO3溶于蒸馏水中形成碱溶液，在60℃水浴和不断搅拌的条件下，将两份溶液滴入盛有蒸馏水的烧杯中，维持体系pH在10左右，滴加完成后继续搅拌6～12h，静置3～6h，用蒸馏水洗涤至中性，得到水滑石的悬浊液；（2）将刚果红废水加入到水滑石的悬浊液，振荡3h；（3）将吸附刚果红的水滑石悬浊液干燥，粉碎，置于高温管式炉中，在氮气保护下500~800℃下加热2~4h，得到双金属氧化物/碳复合材料。2.根据权利要求1所述的双金属氧化物/碳复合材料的制备及应用，其特征在于，所述二价金属硝酸盐选自下列之一：硝酸镁、硝酸锌。3.上述制备方法中，硝酸镁与硝酸铝的用量比例为：0.0625mol：0.0312mol；硝酸锌与硝酸铝的用量比例为：0.0625mol：0.0208mol。4.根据权利要求1所述的双金属氧化物/碳复合材料吸附剂的制备及应用，其特征在于，用于水中重金属离子的去除，步骤如下：取20mL浓度为7.5～20mmol/L的重金属离子溶液于50mL离心管中，加入0.05g的双金属氧化物/碳复合材料，室温下振荡1～5h，然后进行离心，取上清液检测重金属离子浓度，依据加入重金属离子溶液的初始浓度和吸附后溶液的重金属离子剩余浓度，计算重金属离子的去除率。5.根据权利要求1所述的双金属氧化物/碳复合材料吸附剂的制备及应用，其特征在于，所述重金属离子选自下列之一：Cu2+、Pb2+、Cd2+。2CN105854795A说明书1/3页一种双金属氧化物/碳复合材料的制备方法及应用技术领域[0001]本发明涉及一种双金属氧化物/碳复合材料的制备方法，并应用于水中重金属离子的去除，属于复合材料制备和水处理技术领域。背景技术[0002]水滑石是一类近年来发展迅速的阴离子型粘土，是一种具有二维模板结构的层状2+3+n-2+3+化合物，其典型的化学通式为：[M1-xMx(OH)2][A]x/n·yH2O，其中M和M分别为层板上的二价和三价金属阳离子；An-是层间阴离子；x为M3+与（M2++M3+）的摩尔比，通常范围是从0.17到0.33；y为层间水分子的个数。水滑石的结构特殊，层间的阴离子具有可交换性，主层板上的阳离子具有可调控性，具有记忆效应，高温焙烧产物可在水中转变为水滑石，而且比表面积和孔结构较大使其具有较好的吸附性，可广泛的应用于工业废水处理。[0003]水滑石成本低廉，对水中的染料吸附性能好，综合利用成本较低。目前研究者们大多关注利用水滑石的层间阴离子可交换性，对其进行各种改性，从而更加高效的去除染料。但吸附染料后的废弃水滑石处理困难，相关研究较少，且未有报道将吸附染料后的水滑石焙烧制备双金属氧化物/碳复合材料的方法。[0004]近年来，随着工农业以及经济的迅猛发展，各类水环境中的重金属污染日趋加剧，重金属污染的最大特点是重金属不能在环境中降解，即一旦水体或土壤被重金属污染，自身的净化作用不能将污染消除。重金属污染会对人体和环境产生严重危害，容易在生物体内聚积，导致生物体致畸或突变，甚至死亡。[0005]目前，国内外对重金属废水的处理