本發明涉及環保材料技術領域，具體是一種染料吸附劑及其制備方法和應用。
背景技術：
染料是能使纖維和其他材料著色的物質，在紡織物的染色和印花、油漆、塑料、紙張及皮革制造業有較多的應用。由于染料使用過程中會產生大量的廢水，這些廢水中仍然含有一定量的染料物質，必須經過處理才能排放。染料廢水的處理通常有吸附法、混凝法、氧化還原法、生化法及膜處理法等。這些方法雖然可以在一定程度上降低染料廢水中染料的含量，但仍然存在著各式各樣的缺陷，例如，因吸附率低、處理成本過高和對染料廢水成分變化的適應性差，結果是對染料的去除效果欠佳，另外在處理過程中還可能會產生有毒有害副產物或者大量污泥，從而導致二次污染。
近年來對染料廢水處理的新型工藝方法研發受到廣泛重視。在這些染料廢水處理的新型工藝方法中，吸附法由于具有對染料的去除效率高、安全無毒且操作簡單的優點而倍受青睞，在使用吸附法進行染料廢水處理的過程中，主要是利用具有多孔性特征的固體吸附劑吸著分離水中的染料污染物，通過吸附劑與染料污染物之間的物理吸附、化學吸附和離子交換吸附等相互作用，實現對廢水的凈化處理。伊利石在我國具有極高的儲存量，但是利用率不高。近年來國際上很多研究證明經過加工的伊利石能吸附多種有害重金屬及有害氣體。但是現有技術中伊利石是與其它多種具有相同功效的原料復配作用的，單獨的伊利石吸附染料的研究少且吸附效果不明顯，現有技術對其處理過程復雜，成本高，不能滿足需要。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種吸附能力強、對人無毒害、無腐蝕性、不會對水造成二次污染、成本低的染料吸附劑及其制備方法和應用，以解決上述背景技術中提出的問題。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種染料吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：伊利石22-30份、氧化聚乙烯3-7份、乙酰丙酮2-6份、硝酸鈷1-5份、3-羥基丙酸9-17份。
作為本發明進一步的方案：所述染料吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：伊利石24-28份、氧化聚乙烯4-6份、乙酰丙酮3-5份、硝酸鈷2-4份、3-羥基丙酸11-15份。
作為本發明進一步的方案：所述染料吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：伊利石26份、氧化聚乙烯5份、乙酰丙酮4份、硝酸鈷3份、3-羥基丙酸13份。
本發明另一目的是提供一種染料吸附劑的制備方法，由以下步驟組成：
1)將乙酰丙酮與其質量4.2倍的乙醇混合，制得乙酰丙酮溶液；將3-羥基丙酸與其質量6.4倍的去離子水混合，制得3-羥基丙酸溶液；
2)將伊利石與氧化聚乙烯混合研磨，加入3-羥基丙酸溶液，加熱至61℃并在該溫度下密封攪拌處理63min，然后加入乙酰丙酮溶液，升溫至89℃并在該溫度下攪拌處理38min，然后降至66℃并加入硝酸鈷，然后在該溫度下超聲處理40min，超聲功率為1100W，再在98-100℃的溫度下攪拌至干，然后在420℃的馬弗爐中煅燒3.5h即得染料吸附劑。
本發明另一目的是提供所述染料吸附劑在染料處理中的應用。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：
本發明對伊利石與氧化聚乙烯混合研磨，利用3-羥基丙酸、乙酰丙酮、硝酸鈷進行處理、超聲作用制得的染料吸附劑，可以吸附重金屬、不同類型的染料及其他有機污染物，對染料的吸附能力強，對染料的吸附量可達到350mg/g以上。本發明對人無毒害、無腐蝕性，性能穩定，操作簡單，無需特殊的設備，沉淀速度快，處理廢水效率高、效果理想，處理過程中不會引入其他有害物質，不會造成二次污染，清除方便。本發明制備工藝簡單，易于操作，在正常實驗條件下可以大量獲得，成本低，高效環保，便于工業化生產。本發明所制備的吸附劑適用于所有被有機染料所污染的廢水，包括直接大紅、陽離子艷紅、酸性大紅、亞甲基藍、中性紅、結晶紫、甲基橙、羅丹明B及其他有機染料。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
實施例1
本發明實施例中，一種染料吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：伊利石22份、氧化聚乙烯3份、乙酰丙酮2份、硝酸鈷1份、3-羥基丙酸9份。
將乙酰丙酮與其質量4.2倍的乙醇混合，制得乙酰丙酮溶液；將3-羥基丙酸與其質量6.4倍的去離子水混合，制得3-羥基丙酸溶液。將伊利石與氧化聚乙烯混合研磨，加入3-羥基丙酸溶液，加熱至61℃并在該溫度下密封攪拌處理63min，然后加入乙酰丙酮溶液，升溫至89℃并在該溫度下攪拌處理38min，然后降至66℃并加入硝酸鈷，然后在該溫度下超聲處理40min，超聲功率為1100W，再在98℃的溫度下攪拌至干，然后在420℃的馬弗爐中煅燒3.5h即得染料吸附劑。
實施例2
本發明實施例中，一種染料吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：伊利石30份、氧化聚乙烯7份、乙酰丙酮6份、硝酸鈷5份、3-羥基丙酸17份。
將乙酰丙酮與其質量4.2倍的乙醇混合，制得乙酰丙酮溶液；將3-羥基丙酸與其質量6.4倍的去離子水混合，制得3-羥基丙酸溶液。將伊利石與氧化聚乙烯混合研磨，加入3-羥基丙酸溶液，加熱至61℃并在該溫度下密封攪拌處理63min，然后加入乙酰丙酮溶液，升溫至89℃并在該溫度下攪拌處理38min，然后降至66℃并加入硝酸鈷，然后在該溫度下超聲處理40min，超聲功率為1100W，再在100℃的溫度下攪拌至干，然后在420℃的馬弗爐中煅燒3.5h即得染料吸附劑。
實施例3
本發明實施例中，一種染料吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：伊利石24份、氧化聚乙烯4份、乙酰丙酮3份、硝酸鈷2份、3-羥基丙酸11份。
將乙酰丙酮與其質量4.2倍的乙醇混合，制得乙酰丙酮溶液；將3-羥基丙酸與其質量6.4倍的去離子水混合，制得3-羥基丙酸溶液。將伊利石與氧化聚乙烯混合研磨，加入3-羥基丙酸溶液，加熱至61℃并在該溫度下密封攪拌處理63min，然后加入乙酰丙酮溶液，升溫至89℃并在該溫度下攪拌處理38min，然后降至66℃并加入硝酸鈷，然后在該溫度下超聲處理40min，超聲功率為1100W，再在99℃的溫度下攪拌至干，然后在420℃的馬弗爐中煅燒3.5h即得染料吸附劑。
實施例4
本發明實施例中，一種染料吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：伊利石28份、氧化聚乙烯6份、乙酰丙酮5份、硝酸鈷4份、3-羥基丙酸15份。
將乙酰丙酮與其質量4.2倍的乙醇混合，制得乙酰丙酮溶液；將3-羥基丙酸與其質量6.4倍的去離子水混合，制得3-羥基丙酸溶液。將伊利石與氧化聚乙烯混合研磨，加入3-羥基丙酸溶液，加熱至61℃并在該溫度下密封攪拌處理63min，然后加入乙酰丙酮溶液，升溫至89℃并在該溫度下攪拌處理38min，然后降至66℃并加入硝酸鈷，然后在該溫度下超聲處理40min，超聲功率為1100W，再在99℃的溫度下攪拌至干，然后在420℃的馬弗爐中煅燒3.5h即得染料吸附劑。
實施例5
本發明實施例中，一種染料吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：伊利石26份、氧化聚乙烯5份、乙酰丙酮4份、硝酸鈷3份、3-羥基丙酸13份。
將乙酰丙酮與其質量4.2倍的乙醇混合，制得乙酰丙酮溶液；將3-羥基丙酸與其質量6.4倍的去離子水混合，制得3-羥基丙酸溶液。將伊利石與氧化聚乙烯混合研磨，加入3-羥基丙酸溶液，加熱至61℃并在該溫度下密封攪拌處理63min，然后加入乙酰丙酮溶液，升溫至89℃并在該溫度下攪拌處理38min，然后降至66℃并加入硝酸鈷，然后在該溫度下超聲處理40min，超聲功率為1100W，再在99℃的溫度下攪拌至干，然后在420℃的馬弗爐中煅燒3.5h即得染料吸附劑。
對比例1
除不含有乙酰丙酮外，其原料含量及制備過程與實施例5一致。
對比例2
除不含有硝酸鈷外，其原料含量及制備過程與實施例5一致。
對比例3
除不含有乙酰丙酮以及硝酸鈷外，其原料含量及制備過程與實施例5一致。
實施例6
染料吸附：取2g實施例1-5以及對比例1-3制得的染料吸附劑加入分別加入1000mL染料廢液中，染料濃度200mg/L，染料廢液中的染料為直接大紅，在常溫狀態下吸附12h，結果如表1。并采用不同類型的染料廢液(陽離子艷紅、酸性大紅、汞)作為目標污染物使用上述實例制備得到的染料吸附劑的吸附效果，測試條件：染料濃度500mg/L，染料吸附劑投加量2g；汞的濃度為50mg/L。可知，本發明中缺少乙酰丙酮或硝酸鈷，制得的材料對染料吸附作用都不高，乙酰丙酮以及硝酸鈷的共同作用，并結合其它原料等制得的材料對染料具有顯著的吸附效果。
表1染料吸附劑對染料的吸附效果
對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。
此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。