一種2,4,6-三氯苯酚吸附劑及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于十二烷基苯磺酸鹽和十二烷基硫酸鹽改性水滑石的用途,即將其用作吸附廢水溶液中的2,4,6-三氯苯酚的吸附劑。改性水滑石是用十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)或十二烷基硫酸鈉(SDS)作為改性劑，通過共沉淀的方法制備得到的改性Zn2Al-LDHs，吸附劑相對(duì)于改性前具有較大的層板間距，改性后表面由親水性變?yōu)槭杷?。吸附劑吸?,4,6-三氯苯酚在pH值為3-5，25℃～35℃溫度下2～3h達(dá)到吸附平衡；吸附量達(dá)到100～160mg/g，吸附率達(dá)到70～83％。適用于2,4,6-三氯苯酚濃度的30～300mg/L廢水水溶液。該吸附劑具有價(jià)格便宜、吸附容量大、吸附工藝簡便、易操作等特點(diǎn)。
【專利說明】
—種2, 4, 6-三氯苯酗吸附劑及其應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及將十二烷基苯磺酸鹽和十二烷基硫酸鹽改性水滑石用作吸附劑去除廢水中2，4，6-三氯苯酚的應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]2，4，6-三氯苯酚目前廣泛存在于造紙、石油化工、農(nóng)藥等廢水中，結(jié)構(gòu)上由于酚環(huán)上連有三個(gè)氯原子，因而成為毒性最強(qiáng)的氯酚類化合物之一，作為重要的持久性有機(jī)污染物具有很強(qiáng)的致癌、致畸、致突變作用，因此對(duì)含2，4，6-三氯苯酚廢水處理的研究十分重要。
[0003]目前工業(yè)上去除2，4，6-三氯苯酚的主要有吸附、焚燒、萃取等手段。在實(shí)驗(yàn)過程中有很多處理含2，4，6-三氯苯酚廢水的方法。吸附法是一種去除廢水中有機(jī)溶質(zhì)普遍使用的方法，
[0004]文獻(xiàn)Chemical Engineering Journal 230 (2013) 202 - 209 中 Qinghui Zeng 等人用不同的表面活性劑吸附2，4，6-三氯苯酚，通過實(shí)驗(yàn)給出采用表面活性劑NaDC，NaC, SDS和β -⑶吸附2，4，6-三氯苯酚的最佳pH值分別為7.5、8、7、7，但是吸附效果不佳，吸附量僅為 30mg/g ?50mg/g。
[0005]文獻(xiàn)ACS Appl.Mater.1nterfaces 2013, 5，12554-12560 中 Ran Xu 等人通過生物膜吸附降解法，用漆酶-聚丙烯腈納米纖維膜去除2，4，6-三氯苯酚，去除效果良好，去除率最高可以達(dá)到87%，但培養(yǎng)酶的實(shí)驗(yàn)過程較為復(fù)雜，條件較為苛刻。
[0006]文獻(xiàn)Journal of Chromatography A, 1362(2014)34 - 42 中 Sheng-Dong Pan等人通過用胺功能化的磁性聚合物改性氧化石墨烯作為磁性固相萃取材料吸附水中的2，4，6-TCP，吸附率可以達(dá)到90%，但是材料制備過程復(fù)雜，并且磁性材料制備成本較高。
[0007]上述方法都存在或多或少的問題，例如制備過程復(fù)雜，處理成本較高，處理效率不理想等問題。因此找到一種操作方便、成本低、去除量高的吸附材料已經(jīng)引起廣泛關(guān)注和研究。
[0008]層狀雙羥基復(fù)合金屬氧化物(LDHs)，近年來得到人們的廣泛關(guān)注以及研究。LDHs具有的很多性能，如:較高的離子交換能力、層間陰離子可交換性、高比表面積、記憶效應(yīng)等使得LDHs在吸附脫除水中陰離子型污染物方面有廣闊的應(yīng)用前景。通過有機(jī)表面活性劑插層改性之后的LDHs，其層板間距進(jìn)一步增大，親水性表面也變?yōu)榱耸杷员砻?，使得改性LDHs更加有利于吸附疏水性有機(jī)污染物，起到吸附增溶的作用，使得其在吸附水溶液中有機(jī)污染物的能力大大提聞。
[0009]在文獻(xiàn)Ind.Eng.Chem.Res.(2011)，50，5334-5345 中 Zhiyue Gao 等人利用不同鎳鈦比插層表面活性劑改性水滑石的吸附水溶液中的五氯苯酚，實(shí)驗(yàn)表明在PH = 8的條件下，鎳鈦比為5:1的改性水滑石吸附五氯苯酚效果最好，吸附量約為32mg/g。本研究組在申請(qǐng)?zhí)枮?01010231934.8的專利申請(qǐng)中，提供了一種吸附水溶液中噻吩的吸附劑以及應(yīng)用方法，即:用十二烷基硫酸鈉插層改性的鋅鋁水滑石吸附水溶液中的噻吩，實(shí)驗(yàn)操作簡單及實(shí)驗(yàn)條件易行，在常溫常壓下就可以進(jìn)行，吸附量可達(dá)200mg/g以上，具有較好的吸附效果O
[0010]但目前采用十二烷基苯磺酸鹽改性水滑石用作吸附劑去除廢水中2，4，6-三氯苯酚的應(yīng)用未見文獻(xiàn)報(bào)道


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是提供一種十二烷基苯磺酸鹽和十二烷基硫酸鹽改性水滑石的用途，即將其用作吸附廢水溶液中2，4，6-三氯苯酚的吸附劑。
[0012]本發(fā)明提供的十_■燒基苯橫酸鹽和十_■燒基硫酸鹽改性水滑石，是用十_■燒基苯磺酸鈉(SDBS)或十二烷基硫酸鈉(SDS)作為改性劑，通過共沉淀的方法制備得到的改性Zn2Al-LDHs,簡寫分別為SDBS-Zn2Al_LDH、SDS-Zn2Al-LDH ;其中鋅與鋁的摩爾比均為2: 1，SDBS所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%，SDS所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31% ;
[0013]所述的SDBS-Zn2Al-LDH 和 SDS-Zn2Al-LDH 均比 Zn2Al-CO3-LDH 相對(duì)于改性前具有較大的層板間距，且改性后表面由親水性變?yōu)槭杷?，有利于吸?，4，6-三氯苯酚。
[0014]用上述吸附劑用于吸附廢水溶液2，4，6-三氯苯酚的具體方法如下:
[0015]按吸附劑與廢水中所含2，4，6-三氯苯酚的質(zhì)量比為0.8-20:1的比例，將吸附劑加入到廢水溶液中，磁力攪拌，用稀鹽酸或氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH值為3-5，在25°C?35°C溫度下反應(yīng)2?3h達(dá)到吸附平衡,濾出吸附劑。
[0016]該方法適用于2，4，6-三氯苯酹濃度的30?300mg/L廢水水溶液。
[0017]采用日本島津公司的UV-2501PC型的紫外可見分光光度計(jì)在波長為290nm處對(duì)吸附后溶液中殘留2，4，6-三氯苯酚進(jìn)行定量分析，測(cè)得吸附劑的吸附量達(dá)到114?160mg/g，吸附率達(dá)到70?83%。
[0018]與目前現(xiàn)有的2，4，6-三氯苯酚廢水處理方法相比，例如:焚燒法、萃取法。本吸附劑及吸附方法具有兩個(gè)特點(diǎn):1.吸附反應(yīng)溫度為20°C?30°C，2.達(dá)到吸附平衡的時(shí)間僅為2 ?3h。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:首次發(fā)現(xiàn)了采用改性產(chǎn)物SDBS-Zn2Al-LDH和SDS-Zn2Al-LDH對(duì)水溶液中2，4，6-三氯苯酚均具有較高吸附性能，將這兩種吸附劑應(yīng)用于處理含2，4，6-三氯苯酚水溶液，對(duì)有效處理含2，4，6-三氯苯酚廢水的污染問題提供了一類高效的吸附材料以及較最優(yōu)化的吸附條件。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是實(shí)施例1得到的Zn2Al-SDBS-LDH吸附2，4，6-三氯苯酚的動(dòng)力學(xué)曲線圖。
[0021]圖2是實(shí)施例2得到的Zn2Al-SDS-LDH吸附2，4，6-三氯苯酚的動(dòng)力學(xué)曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]實(shí)施例1
[0023]制備Zn2Al-SDBS-LDH
[0024]將5.2272g的十二烷基苯磺酸鈉，5.9498g硝酸鋅和3.7513g硝酸鋁放入四口瓶中加入脫CO2去離子水中配成溶液。在N2保護(hù)及攪拌條件下，滴加2mol的氫氧化鈉使溶液的pH值始終保持在10±0.2恒定，80°C條件下晶化9小時(shí)，離心干燥，得到Zn2Al-SDBS-LDH15
[0025]量取50mL濃度為300mg/L的2，4，6_三氯苯酚溶液置于錐形瓶中，在25°C，加入0.03g上述制備的Zn2Al-SDBS-LDH,磁力攪拌并從10分鐘開始定時(shí)抽取少量反應(yīng)液，過濾得到上層清液，用紫外可見分光光度計(jì)在波長為290nm處測(cè)定2，4，6-三氯苯酚剩余含量，測(cè)定結(jié)果見圖1，由圖1可以看出在2h時(shí)達(dá)到吸附平衡，平衡時(shí)的吸附量為126.26mg/g。
[0026]實(shí)施例2
[0027]制備Zn2Al-SDS-LDH
[0028]將4.3257g的十二烷基硫酸鈉，5.9498g硝酸鋅和3.7513g硝酸鋁放入四口瓶中加入300mL脫CO2去離子水中配成溶液。在N2保護(hù)及攪拌條件下，滴加2mol的氫氧化鈉使溶液的PH值始終保持在10±0.2恒定，80°C條件下晶化9小時(shí)，離心干燥，得到Zn2Al-SDS-LDH15
[0029]量取50mL2，4，6-三氯苯酚濃度為300mg/L的溶液置于錐形瓶中，在25°C，加入0.03g上述制備的Zn2Al-SDS-LDH,磁力攪拌并從10分鐘開始定時(shí)抽取少量反應(yīng)液，過濾得到上層清液，用紫外可見分光光度計(jì)在波長為290nm處測(cè)定2，4，6-三氯苯酚剩余含量，測(cè)定結(jié)果見圖2，由圖2可以看出在2h時(shí)達(dá)到吸附平衡，此時(shí)平衡吸附量為114.96mg/g。
[0030]實(shí)施例3
[0031]量取50mL2，4，6_三氯苯酚濃度為300mg/L的溶液分別置于三個(gè)錐形瓶中，在25°C條件下，在錐形瓶中分別放入0.03g的實(shí)施例1制備的Zn2Al-SDBS-LDH,用HCl分別調(diào)節(jié)瓶中的PH值，使溶液的pH依次為3、4、5，磁力攪拌，2h后取樣用0.22 μ m的過濾頭過濾得到上清液，紫外可見分光光度計(jì)在波長為290nm處測(cè)定2，4，6-三氯苯酚剩余含量，結(jié)果顯示溶液pH = 3、4、5時(shí)Zn2Al-SDBS-LDH吸附2,4, 6-三氯苯酚的吸附量分別為160mg/g、142.16mg/g、137.15mg/g。
[0032]實(shí)施例4
[0033]量取50mL2，4，6_三氯苯酚濃度為300mg/L的溶液分別置于兩個(gè)錐形瓶中，在兩個(gè)瓶中分別放入0.03g的實(shí)施例1中制備的Zn2Al-SDBS-LDH,用HCl調(diào)節(jié)pH，使錐形瓶中溶液的PH均為3，將兩個(gè)溶液分別在30°C、35°C條件下進(jìn)行吸附，2h后取樣用0.22 μ m的過濾頭過濾得到上清液，紫外可見分光光度計(jì)在波長為290nm處測(cè)定2，4，6-三氯苯酚剩余含量。結(jié)果溫度為30°C和35°C的情況下Zn2Al-SDBS-LDH吸附2，4，6-三氯苯酚的吸附量分別是154.12mg/g 和 141.85mg/g。
[0034]實(shí)施例5
[0035]量取50mL2，4，6-三氯苯酚濃度為300mg/L、30mg/L的溶液置于兩個(gè)錐形瓶中，25°C條件下，在錐形瓶中放入0.6g的實(shí)施例1中制備的Zn2Al-SDBS-LDH,用HCl調(diào)節(jié)pH，使錐形瓶中溶液的pH為3，磁力攪拌，2h后取樣用0.22 μ m的過濾頭過濾得到上清液，紫外可見分光光度計(jì)在波長為290nm處測(cè)定2，4，6-三氯苯酚剩余含量。結(jié)果吸附率達(dá)到70%和 83%。
【權(quán)利要求】
1.一種基于十二烷基苯磺酸鹽、十二烷基硫酸鹽改性水滑石的用途，將其用作吸附廢水溶液中的2，4，6-三氯苯酚的吸附劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性水滑石的用途，其特征是將其用作吸附劑吸附廢水溶液中含2，4，6-三氯苯酚的具體方法是:按吸附劑與廢水中所含2，4，6-三氯苯酚的質(zhì)量比為0.8-20:1的比例，將該吸附劑加入到廢水溶液中，磁力攪拌，用稀鹽酸或氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為3-5，在25°C?35°C溫度下反應(yīng)2?3h達(dá)到吸附平衡，濾出吸附劑；該方法適用于2，4，6-三氯苯酚濃度的30?300mg/L廢水水溶液；吸附量達(dá)到100?160mg/g，吸附率達(dá)到70?83%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面活性劑改性水滑石的用途，其特征是將所述的十二烷基苯磺酸鹽和十二烷基硫酸鹽改性水滑石是用十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)或十二烷基硫酸鈉(SDS)作為改性劑，通過共沉淀的方法制備得到的改性Zn2Al-LDHs,分別簡寫為SDBS-Zn2Al-LDH、SDS-Zn2Al-LDH;其中鋅與鋁的摩爾均為2: 1，SDBS所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%, SDS所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31% ;該類吸附劑相對(duì)于改性前具有較大的層板間距，改性后表面由親水性變?yōu)槭杷浴?br> 【文檔編號(hào)】C02F1/58GK104289184SQ201410574966
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】雷曉東, 趙培雯, 李芳 , 劉曉華, 田維亮 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)