本发明属于无机非金属功能材料，具体涉及一种类球形拟薄水铝石团簇体粒子的制备方法及其应用。
背景技术：
1、刚果红是一种偶氮染料，被大量用于纺织业，有统计显示[p.o.oladoye,m.o.bamigboye,o.d.ogunbiyi,m.t.akano.toxicity and decontamination strategiesof congo red dye[j].groundwater for sustainable development,2022,19:100844]，每年全球各类染料的生产量约为108吨，刚果红等偶氮染料的生产量占其中的60-70％。在纺织品的生产过程中，染色工艺会产生大量含刚果红的废水；此外，刚果红还被用于酸碱分析、光电子学和医学等领域，这些过程也会产生含刚果红的废水。有学者评估了刚果红废水对环境的影响，研究表明，刚果红会影响水环境中光合生物的生长和代谢活动，而许多处于食物链低端的水生动物均以此为食且依赖水中由其产生的氧气，因此光合生物的生长受阻会影响整个水环境生态系统[m.hernández-zamora,h.v.perales-vela,c.m.flores-ortíz,r.o.physiological and biochemical responses ofchlorella vulgaris to congo red[j].ecotoxicology and environmental safety,2014,108:72-7]。此外，直接暴露在亚致死刚果红浓度下的水体或食用了富集了刚果红的藻类的网纹溞，其生存率和生殖率均会显著降低[m.hernández-zamora,f.martínez-jerónimo,e.cristiani-urbina,r.o.congo red dye affectssurvival and reproduction in the cladoceran ceriodaphnia dubia.effects ofdirect and dietary exposure[j].ecotoxicology,2016,25:1832-1840]，这说明刚果红对水生动植物均有潜在风险，因此对含有刚果红的废水进行无毒化处理是必要的。针对刚果红废水的处理，目前已有包括膜分离、生物降解、混凝和吸附法等在内的多种技术手段，其中吸附法因其操作简便、成本效益高被公认为为可行的方法之一[y.zheng,b.cheng,j.fan,j.yu,w.ho.review on nickel-based adsorption materials for congo red[j].journal of hazardous materials,2021,403:123559]，尤其是在处理大量高浓度废水时，因此，研制低成本、吸附性能优异的刚果红吸附剂具有现实意义。
2、拟薄水铝石常用作吸附剂，也可应用在刚果红吸附领域。li等人[k.li,g.yuan,l.dong,g.deng,h.duan,q.jia,h.zhang,s.zhang.boehmite aerogel with ultrahighadsorption capacity for congo red removal:preparation and adsorptionmechanism[j].separation and purification technology,2022,302:122065]以异丙醇铝为铝源，采用溶胶-凝胶法并结合冷冻干燥过程，制备了拟薄水铝石气凝胶，其对刚果红的吸附量达1761mg/g，吸附去除率70.4％。zhou等人[j.zhou,w.cai,z.yang,q.xia,j.chen,j.fan,c.du.n,n-dimethylformamide assisted facile hydrothermalsynthesis of boehmite microspheres for highly effective removal of congo redfrom water[j].journal of colloid and interface science,2021,583:128-38]以硫酸铝为铝源，通过高温水热的方法制备了拟薄水铝石空心微球粒子，其对刚果红的吸附量达847.5mg/g、吸附去除率为84.8％。li等人[z.li,l.he,w.tian,r.huang,x.wang,d.li,p.tang,y.feng.batch and fixed-bed adsorption behavior of porous boehmite withhigh percentage of exposed(020)facets and surface area towards congo red[j].inorganic chemistry frontiers,2021,8(3):735-45]以硝酸铝为铝源，通过高温水热的方法制备了拟薄水铝石粉末并用海藻酸钠成型，其对刚果红的吸附量达1298.3mg/g，吸附去除率为86.6％。
3、上述方法制备的拟薄水铝石对刚果红的吸附量较高，但存在着或原料成本高，或反应条件严苛等问题，迄今未见有在温和条件下用低成本原料制备吸附性能优异的拟薄水铝石粒子的报道。
技术实现思路
1、为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种类球形拟薄水铝石团簇体粒子的制备方法。
2、本发明提供一种原料廉价、反应条件温和的类球形拟薄水铝石团簇体粒子的制备方法，它由大量纳米片相互交织组装而成，并且对偶氮染料刚果红有较快的吸附动力学和较高的吸附量。
3、本发明的再一目的在于提供上述类球形拟薄水铝石团簇体粒子的应用。
4、本发明的目的通过以下的技术方案来实现：
5、一种类球形拟薄水铝石团簇体粒子的制备方法，包括以下步骤：
6、(1)将偏铝酸钠溶液加热至30-60℃，然后加入硝酸溶液进行反应；
7、(2)待步骤(1)中的硝酸溶液加料结束后，对料浆产物进行离心分离，将滤饼洗涤并干燥后得到所述的拟薄水铝石产物。
8、优选的，步骤(1)中所述偏铝酸钠溶液的浓度为0.1-1mol/l，所述硝酸溶液的浓度为0.1-1mol/l；所述偏铝酸钠溶液和硝酸溶液的体积比为1:1，浓度相同。
9、在一些优选的具体实施方式中，步骤(1)中所述偏铝酸钠溶液的浓度选自0.1mol/l、0.3mol/l、0.5mol/l、0.7mol/l或1.0mol/l。
10、在一些优选的具体实施方式中，步骤(1)中所述硝酸溶液的浓度选自0.1mol/l、0.3mol/l、0.5mol/l、0.7mol/l或者1.0mol/l。
11、优选的，步骤(1)中所述反应的温度为30-60℃。
12、优选的，步骤(1)中所述硝酸溶液的加入速率为0.5-5ml/min。
13、优选的，步骤(2)中，所述洗涤是依次用水和无水乙醇进行洗涤；进一步优选的，洗涤具体是依次使用水洗涤2次，再用无水乙醇洗涤2次。
14、优选的，步骤(2)中所述干燥是指在60℃下干燥12h。
15、在这种类球形拟薄水铝石团簇体粒子的制备方法中，反应液和洗涤所用的水均为去离子水。
16、本发明所述类球形拟薄水铝石团簇体粒子，其是由上述的制备方法制得并由大量相互交织的纳米薄片组装而成。
17、所述类球形拟薄水铝石粒子的粒径约为50-200nm。
18、本发明还提供了上述类球形拟薄水铝石团簇体粒子吸附水中刚果红染料的应用。
19、优选的，这种应用具体是将类球形拟薄水铝石团簇体粒子投入到含有刚果红染料的水中，进行吸附处理。
20、优选的，这种应用中，吸附处理的时间是1min-48h。
21、优选的，这种应用中，类球形拟薄水铝石团簇体粒子的用量是20mg，刚果红溶液的浓度和用量分别是500mg/l和100ml。
22、本发明类球形拟薄水铝石团簇体粒子的制备方法简单，反应条件温和，对偶氮染料刚果红的吸附性能优异。具体来说，与现有技术相比，本发明的优点如下：
23、(1)反应原料为相对廉价的偏铝酸钠和硝酸，反应在常压、30-60℃下的温和条件下进行；可以在较高原料浓度条件下制备，产率达86％以上(以拟薄水铝石化学式alooh计)，其中实施例1-6中拟薄水铝石的产率分别为86％、86％、85％、86％、88％和88％；在硝酸加入完毕后无需老化。
24、(2)所制备的类球形拟薄水铝石团簇体粒子对刚果红染料表现出较快的吸附动力学和较高的吸附量，在10min内对刚果红的吸附量超过1000mg/g，48h时的吸附量可达1757-2353mg/g。
1.一种类球形拟薄水铝石团簇体粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述偏铝酸钠溶液的浓度为0.1-1mol/l，所述硝酸溶液的浓度为0.1-1mol/l；所述偏铝酸钠溶液和硝酸溶液的体积比为1:1，浓度相同。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述偏铝酸钠溶液的浓度选自0.1mol/l、0.3mol/l、0.5mol/l、0.7mol/l或1.0mol/l。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述硝酸溶液的浓度选自0.1mol/l、0.3mol/l、0.5mol/l、0.7mol/l或者1.0mol/l。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述硝酸溶液的加入速率为0.5-5ml/min。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述洗涤是依次用水和无水乙醇进行洗涤。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述干燥是指在60℃下干燥12h。
8.一种类球形拟薄水铝石团簇体粒子，其特征在于，所述类球形拟薄水铝石团簇体粒子是由权利要求1～7任一项所述的制备方法制得，其由大量相互交织的纳米薄片组装而成。
9.权利要求8所述类球形拟薄水铝石团簇体粒子在吸附水中刚果红染料的应用。
