一种吸附-载氧复合功能材料的制备方法及其在水体修复中的应用技术

本发明专利技术提供了一种吸附

【技术实现步骤摘要】
一种吸附
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载氧复合功能材料的制备方法及其在水体修复中的应用


本专利技术属于环境修复领域，具体涉及一种吸附
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载氧复合功能材料的制备方法及其在水体修复中的应用。

技术介绍

水环境污染是全球瞩目的环境问题之一，即使外源污染物输入得到有效控制，水环境内部常年累积的内源污染也会使得水体污染状态持续很长时间，同时受污染水体底部经常处于厌氧环境更加剧了底泥中累积的内源污染物向水中释放的风险。底泥也称沉积物，是进入河流、湖泊等地表水体污染物的重要归宿和蓄积库，又是上覆水污染的内源。特别是当外源污染得到有效控制或者完全被截断之后，底泥会成为地表水体中污染物的重要来源。如何有效控制湖泊、水库等自然水体的内源污染释放已经成为当前世界范围内亟待解决的科学难题。同时，通常受污染水体中，由于水体透明度降低、底泥中的有机质包括沉降藻和植物碎屑等的腐烂分解消耗大量溶解氧等不利因素，导致水体内部经常处于厌氧或缺氧状态。另一方面，铬及汞等重金属离子是冶金、金属加工、电镀、制药等行业必不可少的原料，于不能对这些行业产生的含铬废水进行有效的控制和合理排放，水体中常存在严重的重金属离子污染现象。如何提供一种能有效吸附重金属离子，且能发挥多效治理受污染水体，达到高效且环保的水体修复作用的处理材料，是本领域当前亟待取得突破的技术难点之一。

技术实现思路

[0003]要解决的技术问题：本专利技术以纳米铁为原料，采用中空介孔硅微球进行负载，负载后更加稳定，以沸石微球负载CeO2，二者混合后以多巴胺进行包覆，能够有效防止团聚，同时更加适合多种不同pH下的水体底泥，吸附效果及稳定性更好。
[0004]技术方案：一种吸附
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载氧复合功能材料的制备方法，以重量份计，包括以下步骤：(1)将1～2份FeCl3溶于30～50份乙醇水溶液中，加入2～5份中空介孔硅纳米微球，氮气除氧15min，搅拌15～20min，混合均匀；(2)在剧烈机械搅拌下，缓慢滴加5份KBH4溶液，搅拌1～2h；(3)离心分离、将沉淀进行洗涤后干燥，得中空介孔硅载纳米铁微球；(4)取Ce(NO3)3溶液和沸石微球混合浸渍；(5)取出后焙烧得CeO2/沸石微球；(6)将中空介孔硅载纳米铁微球和CeO2/沸石微球混合，超声分散于Tris
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HCl缓冲液中；(7)加入多巴胺，常温搅拌2～8h；(8)离心分离、将沉淀进行洗涤后干燥，即得吸附
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载氧复合功能材料。
进一步的，所述步骤(1)中KBH4溶液的浓度为0.537mol
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L。进一步的，所述步骤(4)中Ce(NO3)3溶液和沸石微球为以等体积浸渍，浸渍时间为1～2h。进一步的，所述步骤(6)中中空介孔硅载纳米铁微球和CeO2/沸石微球的质量比为3:(1～2)。进一步的，所述步骤(7)中多巴胺的加入量为中空介孔硅载纳米铁微球和CeO2/沸石微球质量之和的30％～40％。上述的一种吸附
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载氧复合功能材料的制备方法所制备的吸附
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载氧复合功能材料在水体修复中的应用。有益效果：1.本专利技术采用的中空介孔硅纳米微球具有较高的表面积和孔体积，能有效地增加纳米铁的负载量。2.CeO2是一种优良的储氧材料，由于铈元素独特的变价性能，可使得氧化铈产生晶格空位，氧离子可以储存在氧化铈的晶格空位中并在缺氧条件下得以释放。3.本专利技术中中空介孔硅载纳米铁微球和CeO2/沸石微球比表面积大，表面原子数多，原子与表面配位不饱和性导致了大量的悬键和不饱和键，使其在溶液中极易与多巴胺上的原子发生键合，使多巴胺吸附在中空介孔硅载纳米铁微球和CeO2/沸石微球表面，形成微包状态。表面包覆了多巴胺的中空介孔硅载纳米铁微球和CeO2/沸石微球之间存在排斥作用.防止了中空介孔硅载纳米铁微球和CeO2/沸石微球的氧化和团聚。4.本专利技术通过多巴胺原位聚合包覆在中空介孔硅载纳米铁微球和CeO2/沸石微球表面，不但能够有效防止载体与有效成分之间的分离，也能防止颗粒的聚集，同时还具有pH相应性。5.本专利技术应用于水体修复中，对Cr(
Ⅵ
)、Hg
2+
、Cu
2+
的去除效果都很好，尤其是对Cr(
Ⅵ
)的去除率可达到100％。
具体实施方式
实施例1一种吸附
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载氧复合功能材料的制备方法，以重量份计，包括以下步骤：(1)将1份FeCl3溶于30份乙醇水溶液中，加入2份中空介孔硅纳米微球，氮气除氧15min，搅拌15min，混合均匀；(2)在剧烈机械搅拌下，缓慢滴加5份浓度为0.537mol
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L的KBH4溶液，搅拌1h；(3)离心分离、将沉淀进行洗涤后干燥，得中空介孔硅载纳米铁微球；(4)取Ce(NO3)3溶液和沸石微球混合，以等体积浸渍，浸渍时间为1h；(5)取出后焙烧得CeO2/沸石微球；(6)将中空介孔硅载纳米铁微球和CeO2/沸石微球混合，超声分散于Tris
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HCl缓冲液中，其中，中空介孔硅载纳米铁微球和CeO2/沸石微球的质量比为3:1；(7)加入多巴胺，常温搅拌2h，其中，多巴胺的加入量为中空介孔硅载纳米铁微球和CeO2/沸石微球质量之和的30％；(8)离心分离、将沉淀进行洗涤后干燥，即得吸附
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载氧复合功能材料。
实施例2一种吸附
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载氧复合功能材料的制备方法，以重量份计，包括以下步骤：(1)将1.5份FeCl3溶于35份乙醇水溶液中，加入2份中空介孔硅纳米微球，氮气除氧15min，搅拌15min，混合均匀；(2)在剧烈机械搅拌下，缓慢滴加5份浓度为0.537mol
·
L的KBH4溶液，搅拌1h；(3)离心分离、将沉淀进行洗涤后干燥，得中空介孔硅载纳米铁微球；(4)取Ce(NO3)3溶液和沸石微球混合，以等体积浸渍，浸渍时间为1.5h；(5)取出后焙烧得CeO2/沸石微球；(6)将中空介孔硅载纳米铁微球和CeO2/沸石微球混合，超声分散于Tris
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HCl缓冲液中，其中，中空介孔硅载纳米铁微球和CeO2/沸石微球的质量比为3:1；(7)加入多巴胺，常温搅拌4h，其中，多巴胺的加入量为中空介孔硅载纳米铁微球和CeO2/沸石微球质量之和的35％；(8)离心分离、将沉淀进行洗涤后干燥，即得吸附
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载氧复合功能材料。实施例3一种吸附
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载氧复合功能材料的制备方法，以重量份计，包括以下步骤：(1)将1.5份FeCl3溶于35份乙醇水溶液中，加入2份中空介孔硅纳米微球，氮气除氧15min，搅拌15min，混合均匀；(2)在剧烈机械搅拌下，缓慢滴加5份浓度为0.537mol
·
L的KBH4溶液，搅拌1h；(3)离心分离、将沉淀进行洗涤后干燥，得中空介孔硅载纳米铁微球；(4)取Ce(NO3)3溶液和沸石微球混合，以等体积浸渍，浸渍时间为1.5h；(5)取出后焙烧得CeO2/沸石微球；(6)将中空介孔硅载纳米铁微本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种吸附
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载氧复合功能材料的制备方法，其特征在于：以重量份计，包括以下步骤：(1)将1～2份FeCl3溶于30～50份乙醇水溶液中，加入2～5份中空介孔硅纳米微球，氮气除氧15min，搅拌15～20min，混合均匀；(2)在剧烈机械搅拌下，缓慢滴加5份KBH4溶液，搅拌1～2h；(3)离心分离、将沉淀进行洗涤后干燥，得中空介孔硅载纳米铁微球；(4)取Ce(NO3)3溶液和沸石微球混合浸渍；(5)取出后焙烧得CeO2/沸石微球；(6)将中空介孔硅载纳米铁微球和CeO2/沸石微球混合，超声分散于Tris
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HCl缓冲液中；(7)加入多巴胺，常温搅拌2～8h；(8)离心分离、将沉淀进行洗涤后干燥，即得吸附
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载氧复合功能材料。2.根据权利要求1所述的一种吸附
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载氧复合功能材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡志军，吴婕，周祎，杜嘉曦，
申请(专利权)人：苏州中晟环境修复有限公司，
类型：发明
国别省市：