一种银基铜铝水滑石及其制备方法和应用

本发明属于水滑石领域，具体涉及一种银基铜铝水滑石及其制备方法和应用。

背景技术：

1、一直以来，煤矿都作为一项重要能源而存在，但是在开采和处理煤矿时都会产生相应的废水，进而对外界自然环境造成一定危害。由于开采废水排放不达标，水源都会受到严重的污染。污染水流过的河水两岸，土地农田也被污染，对土壤资源的危害也很大，这使得土壤中含有大量的有害物质，土壤的肥力下降，农作物的产量下降。最为严重的是，有害物质可以通过生物富集作用对人体产生危害。其中，煤矿废水中的放射性碘是放射性废物处置关注的污染物，对生态环境系统构成了严重威胁，引起的环境污染及致生物体癌变等致命问题亟需解决。

2、为解决水体中放射性碘带来的污染问题，人们研究了各种方法去除水体中的碘，常见的处理放射性碘核素的方法主要有离子交换法、化学沉淀法、膜分离技术和吸附法等。然而常规的阴离子交换树脂通常用于多种碘的阴离子去除，但是由于对石油基化学品的依赖性，认为它是不可持续的，对碘的选择性吸附较差，吸附容量较低，处理费用高，再生频繁，在洗脱过程中还会产生二次污染；化学沉淀法则是去污因数较低，产泥量大，产生的沉淀污泥需要进行二次处置，同时化学沉淀法还面临着在低浓度放射性废水中难以形成不溶性沉淀物的问题；膜分离技术主要存在的问题是所使用的膜容易污染，使用寿命短，膜的维护成本较高，存在局限性。

3、随着水滑石类化合物研究工作的深入，类水滑石材料对放射性碘离子的研究引起了国内外研究学者的广泛关注，王俊议等把改性后的水滑石应用于碘离子的去除，结果表明在中性溶液中吸附容量可以达到166.47g/kg。传统吸附材料的主要缺点是在实际应用过程中较低的吸附率和再利用率。因此开发应用范围广、去除效率高的吸附材料非常重要。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中碘吸附材料对碘的吸附率低的缺陷，提供一种银基铜铝水滑石及其制备方法和应用。

2、为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案进行。

3、本发明的第一方面提供一种银基铜铝水滑石，所述银基铜铝水滑石的制备方法包括如下步骤：

4、s1，将cu(no3)2·3h2o和al(no3)3·9h2o的溶液与na2co3溶液混合反应，离心收集沉淀，沉淀干燥后得到cu-al-ldh；

5、s2，将所述cu-al-ldh和agno3溶液混合反应，离心收集沉淀，沉淀干燥后得到ag2o-ldh；

6、s3，将所述ag2o-ldh在380-420℃下煅烧2-3h，制得ag-cldh材料。

7、本发明的一些实施方式中，s1中，所述cu(no3)2·3h2o和al(no3)3·9h2o的溶液为cu(no3)2·3h2o和al(no3)3·9h2o的水溶液；所述cu(no3)2·3h2o与水的质量体积比为3-4g:70-80ml；所述al(no3)3·9h2o与水的质量体积比为2-3g:70-80ml。

8、本发明的一些实施方式中，s1，所述na2co3溶液的浓度为0.1-0.3mol/l。

9、本发明的一些实施方式中，s2，所述agno3溶液为agno3的水溶液；所述agno3水溶液中所述agno3与水的质量体积比为0.1-0.3g:15-25ml。

10、本发明的一些实施方式中，s2，所述cu-al-ldh和agno3水溶液的质量体积比为0.3-0.6g:19-23ml。

11、本发明的一些实施方式中，所述混合反应的温度为50-65℃。

12、本发明的一些实施方式中，所述混合反应的时间为0.5-24h。

13、本发明第二方面提供所述银基铜铝水滑石在溶液体系中吸附碘中的应用。

14、本发明的一些实施方式中，所述溶液体系为酸性。

15、本发明的一些实施方式中，所述溶液体系的ph值范围为3-6。

16、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明中采用共沉淀法、浸渍法和煅烧制得银基铜铝水滑石。对银基铜铝水滑石表征发现，其表面由不同大小的似片状结构组成，具有较大的比表面积和许多带孔结构，ag成功的负载在了铜铝水滑石上，吸附后的吸附剂没有新的官能团产生，出现agi的衍射峰，银基铜铝水滑石能够有效吸附碘。

17、使用本发明制得的银基铜铝水滑石由进行碘吸附实验，发现其对含碘废水表现出优异的吸附性能。在吸附剂投加量为0.05g，ph为5，废水浓度为15mg/l吸附时间为240min的最佳工艺条件下，ag-cldh对碘的吸附效率达到99.35％，且吸附效果稳定；吸附过程不仅符合准二级动力学吸附模型而且符合freundlich等温吸附模型，吸附过程属于自发进行的。

技术特征：

1.一种银基铜铝水滑石，其特征在于，所述银基铜铝水滑石的制备方法包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的银基铜铝水滑石，其特征在于，s1中，所述cu(no3)2·3h2o和al(no3)3·9h2o的溶液为cu(no3)2·3h2o和al(no3)3·9h2o的水溶液；所述cu(no3)2·3h2o与水的质量体积比为3-4g:70-80ml；所述al(no3)3·9h2o与水的质量体积比为2-3g:70-80ml。

3.如权利要求2所述的银基铜铝水滑石，其特征在于，s1中，所述na2co3溶液的浓度为0.1-0.3mol/l。

4.如权利要求1所述的银基铜铝水滑石，其特征在于，s2中，所述agno3溶液为agno3的水溶液；所述agno3水溶液中所述agno3与水的质量体积比为0.1-0.3g:15-25ml。

5.如权利要求4所述的银基铜铝水滑石，其特征在于，s2中，所述cu-al-ldh和agno3水溶液的质量体积比为0.3-0.6g:19-23ml。

6.如权利要求1所述的银基铜铝水滑石，其特征在于，所述混合反应的温度为50-65℃。

7.如权利要求6所述的银基铜铝水滑石，其特征在于，所述混合反应的时间为0.5-24h。

8.如权利要求1-7任一项所述的银基铜铝水滑石在溶液体系中吸附碘的应用。

9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述溶液体系为酸性。

10.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述溶液体系的ph值范围为3-6。

技术总结本发明属于水滑石领域，具体涉及一种银基铜铝水滑石及其制备方法和应用。所述银基铜铝水滑石的制备方法包括：S1，将Cu(NO<subgt;3</subgt;)<subgt;2</subgt;·3H<subgt;2</subgt;O和Al(NO<subgt;3</subgt;)<subgt;3</subgt;·9H<subgt;2</subgt;O的水溶液与Na<subgt;2</subgt;CO<subgt;3</subgt;溶液混合反应，离心收集沉淀，沉淀干燥后得到Cu‑Al‑LDH；S2，将所述Cu‑Al‑LDH和AgNO<subgt;3</subgt;水溶液混合反应，离心收集沉淀，沉淀干燥后得到Ag<subgt;2</subgt;O‑LDH；S3，将所述Ag<subgt;2</subgt;O‑LDH在380‑420℃下煅烧2‑3h，制得Ag‑CLDH材料。本发明中所提供的银基铜铝水滑石对碘的吸附效率达到99.35％，且吸附效果稳定。本发明所提供的方案为开发应用范围广、去除效率高的吸附材料提供了依据。技术研发人员：李秀玲,韦岩松,韦托,靖丹丹受保护的技术使用者：河池学院技术研发日：技术公布日：2024/5/19