申请日2010.12.31
公开(公告)日2011.09.07
IPC分类号C01F7/02; B01J20/08; C02F1/28
摘要
本发明公开了一种镁铝二元水滑石，所述镁铝二元水滑石化学通式为[Mg2+1-xAlx3+(OH)2]x+(BrO3-)x·mH2O，x为Al3+/(Mg2++Al3+)的物质的量之比，0.2≤x≤1/3;m是结晶水数量，2≤m≤4。并公开了所述的镁铝二元水滑石用于处理化工废水的应用。本发明利用BrO3-插层的镁铝二元水滑石中水滑石的吸附性以及BrO3-的氧化性来处理化工废水，吸附效率较高，效果显著。
权利要求书 [支持框选翻译]
1.一种镁铝二元水滑石，所述镁铝二元水滑石化学通式为[Mg2+1-xAlx3+(OH)2]x+(BrO3-)x·mH2O，x为Al3+/(Mg2++Al3+)的物质的量之比，0.2≤x≤1/3;m是结晶水数量，2≤m≤4。
2.如权利要求1所述的镁铝二元水滑石，其特征在于所述镁铝二元水滑石的化学式为[Mg2+2/3Al1//33+(OH)2]1/3+(BrO3-)1/3·2H2O。
3.如权利要求1所述的镁铝二元水滑石应用于处理化工废水。
4.如权利要求3所述的应用，其特征在于所述化工废水为含有还原性物质和/或有色物质的化工废水。
5.如权利要求4所述的应用，其特征在于所述应用的方法为，将镁铝二元水滑石投入含有还原性物质和/或有色物质的化工废水中，反应20分钟～4小时，过滤除去滤饼，得滤液即为处理后的水体;所述镁铝二元水滑石的用量为化工废水质量的1～5%。
说明书 [支持框选翻译]
一种镁铝二元水滑石及其处理化工废水的应用
(一)技术领域
本发明涉及一种镁铝二元水滑石及其处理化工废水的应用。
(二)背景技术
化学工业生产中会产生含有有害离子的化工废水，这些有害废水中含有还原性物质(如I-、H2O2等)和有颜色的物质(如甲基橙、甲基黄、二甲基黄等)，现有的处理方法往往只考虑了用氧化方法去处理废水中的还原性物质或用吸附方法去处理有色物质。
水滑石类材料(hydrotalcite like materials)属于阴离子型层状化合物，它是由带正电荷的主体层板和层间阴离子通过非共价键的相互作用组装而成。层状化合物是指具有层状结构、层间离子具有可交换性的一类化合物。具体的，水滑石类材料是一种碳酸型镁铝双氢氧化物，由带正电的金属氢氧化物层板与可交换的层间阴离子组成，其化学通式为[M2+1-xMx3+(OH)2]x+(An-)x/n·mH2O]，其中M2+=Mg2+、Ni2+、Co2+、Zn2+、Cu2+等二价金属离子;M3+=Al3+、Cr3+、Fe3+、Sc3+;x为M3+/(M2++M3+)的物质的量之比;A为插层阴离子，如CO32-、NO3-、Cl-、OH-、SO42-、PO43-、C6H4(COO-)2等无机和有机阴离子;m是结晶水数量。水滑石类化合物本身具有一定的吸附能力，同时还具有层间阴离子的可交换能力，一般来说电荷越高尺寸越小，离子交换能力越强。
水滑石的结构特点使其层间阴离子具有可交换性和插层功能，可以通过实验方法将各种功能的阴离子，如无机和有机阴离子插层进入层间，从而使水滑石成为具有不同应用性能的层状材料;也可以用体积较大的阴离子取代体积较小的阴离子，从而调整水滑石的层间距，以获得各种应用功能。同时，水滑石还具有一定的吸附性能，它能够一定程度地吸附废水中的污染物以及染料颜色。
(三)发明内容
本发明的目的是提供一种BrO3-插层的Mg、Al水滑石，并将其用于处理化工废水。
本发明采用的技术方案是：
一种镁铝二元水滑石，所述镁铝二元水滑石化学通式为[Mg2+1-xAlx3+(OH)2]x+(BrO3-)x·mH2O，x为Al3+/(Mg2++Al3+)的物质的量之比，0.2≤x≤1/3;m是结晶水数量2≤m≤4。
所述镁铝二元水滑石的化学式优选为[Mg2+2/3Al1//33+(OH)2]1/3+(BrO3-)1/3·2H2O
所述的镁铝二元水滑石可应用于处理化工废水，更具体的，用于处理含有还原性物质和/或有色物质的化工废水。
进一步，本发明所述应用的方法为，将镁铝二元水滑石投入含有还原性物质和/或有色物质的化工废水中，通常处理时间为20分钟～4小时，过滤除去滤饼，得滤液即为处理后的水体;所述镁铝二元水滑石的用量为化工废水质量的1～5%，优选1～3%。
本发明提供的BrO3-插层的Mg、Al水滑石能够通过层间BrO3-与化工废水中的还原型离子发生反应，从而达到处理化工废水的作用，其中BrO3-起到氧化作用。BrO3-构象为三角锥型，其中Br的氧化态为+5，是一种比较强的氧化剂，能够氧化水体中的还原性基团，从而达到净化水体的目的。
本发明所述的镁铝二元水滑石可采用共沉淀法合成：将Al(NO3)3和Mg(NO3)2溶于去离子水，配成溶液A，将NaOH和KBrO3溶于去离子水，配成溶液B，Al(NO3)3、Mg(NO3)2、NaOH和KBrO3的物质的量之比为x∶(1-x)∶2x∶x，0.2≤x≤1/3;然后将溶液A和溶液B滴加到去离子水中，保持1滴/秒的滴加速度，在N2保护下强烈搅拌，保持pH值在9-10之间，滴加完毕后继续搅拌20～60min，然后于60℃陈化48～200小时，产物经过滤、滤饼经洗涤、干燥，得到镁铝二元水滑石。
本专利利用BrO3-插层的镁铝二元水滑石中水滑石的吸附性以及BrO3-的氧化性来处理化工废水，吸附效率较高，效果显著。并且用制备的镁铝二元水滑石处理含有还原性物质的废水后，通过对处理后的水体中还原性物质含量的检测，可以计算出与BrO3-反应的还原性物质的量。
