【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种纳米除磷材料，特别是涉及一种镧改性金属有机骨架磁性纳米除磷材料及其制备方法。
技术介绍
1、水体富营养化是目前普遍存在的环境问题，其中磷(p)元素是导致该问题的主要因素之一。对于水中磷物种的去除，无机磷酸盐特别是正磷酸盐的去除已经有比较成熟的去除方法，如化学沉淀法、吸附分离法，而有机磷特别是有机磷农药一般在水基质中的赋存浓度较低、去除效率不佳。针对这种情况，两步法是一种可行的深度除磷策略，即先将有机磷转化为正磷酸盐，然后进行沉淀或吸附处理，一般可通过高级氧化法(aops)，如非均相催化剂活化氧化剂将有机磷农药迅速降解成磷酸盐。另一方面，考虑到磷酸盐提供孤立电子对的能力较强，因此金属基材料可作为潜在的去除磷酸盐吸附剂。金属基材料去除磷酸盐的机理通常为形成内层络合物(inner-sphere complexation)，从而可以提供更强的驱动力来实现磷酸盐的选择性去除。常用的金属基材料可分为金属氧化物/氢氧化物，混合金属氧化物/氢氧化物，以及金属-载体复合材料，其中，镧(la)和锆(zr)是当前开发高效除磷吸附材料的热门金属。
2、当前，金属有机骨架材料(mofs)因其具有优异的性能，在吸附、分离、催化、传感等领域受到了广泛的应用和研究。例如，zif-67作为代表性的co基mof材料普遍用于活化过一硫酸氢钾(pms)以氧化降解水中的有机污染物。然而，实际应用中mofs由于是粉末晶体结构难以固液分离回收再利用。因此，将mofs进行磁改性，赋予mofs复合材料一定的磁性，使其在外加磁场的条件下易于从水中分离
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种镧改性金属有机骨架磁性纳米除磷材料的制备方法，该制备方法制得的镧改性金属有机骨架磁性纳米除磷材料既能高效吸附水中的无机磷，还能催化降解水中的二嗪磷，同时能原位吸附反应产生的磷酸盐离子，从而避免二次污染，具有较好的除磷效果。
2、为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：
3、一种镧改性金属有机骨架磁性纳米除磷材料的制备方法，包括以下步骤：
4、s1.将fecl3·6h2o、lacl3·nh2o加入乙二醇中，搅拌30min得到前驱体溶液；
5、s2.将无水乙酸钠、聚乙二醇加入步骤s1所得前驱体溶液中得到混合溶液，将混合溶液密封于高压釜中，然后将高压釜置于烘箱中，150-250℃下反应8-12h，自然冷却至室温得到反应物一；
6、s3.将步骤s2所得反应物一磁性分离后分别用无水乙醇和去离子水洗涤5次，然后置于真空干燥箱中40-60℃下真空干燥8-12h得到la-fe3o4纳米颗粒；
7、s4.将2-甲基咪唑加入甲醇中超声搅拌20min得到a溶液，将co(no3)2·6h2o加入甲醇中超声搅拌20min得到b溶液；
8、s5.将步骤s4所得b溶液加入步骤s4所得a溶液中，室温搅拌反应24h得到反应物二；
9、s6.将步骤s5所得反应物二离心后分别用甲醇和去离子水洗涤5次，然后置于真空干燥箱中40-60℃下真空干燥8-12h得到zif-67金属有机骨架材料；
10、s7.将步骤s3所得la-fe3o4纳米颗粒、步骤s6所得zif-67金属有机骨架材料、柠檬酸三钠加入去离子水中，超声搅拌30min后100-150℃下反应1-3h得到反应物三；
11、s8.将步骤s7所得反应物三磁性分离后分别用甲醇和去离子水洗涤5次，然后置于真空干燥箱中40-60℃下真空干燥8-12h得到镧改性金属有机骨架磁性纳米除磷材料。
12、进一步地，本专利技术所述步骤s1中，fecl3·6h2o、lacl3·nh2o、乙二醇的比例为(40-80)mmol:(20-40)mmol:1l。
13、进一步地，本专利技术所述无水乙酸钠、聚乙二醇、fecl3·6h2o的比例为(150-450)mmol:(5-8)g:15mmol；步骤s2中，高压釜为内衬为铁氟龙的不锈钢高压釜。
14、进一步地，本专利技术所述步骤s4中，a溶液中2-甲基咪唑的浓度为10-40mmol/l，b溶液中co(no3)2·6h2o的浓度为5-10mmol/l。
15、进一步地，本专利技术所述步骤s5中，步骤s4所得b溶液与步骤s4所得a溶液的体积比为1:1。
16、进一步地，本专利技术所述步骤s7中，步骤s3所得la-fe3o4纳米颗粒、步骤s6所得zif-67金属有机骨架材料、柠檬酸三钠、去离子水的比例为(20-30)mg:(50-60)mg:(100-150)mg:(30-50)ml。
17、本专利技术要解决的另一技术问题是提供上述制备方法制得的镧改性金属有机骨架磁性纳米除磷材料。
18、本专利技术还提供了上述镧改性金属有机骨架磁性纳米除磷材料在去除水中磷酸盐和二嗪磷中的应用。
19、进一步地，该应用包括以下步骤：
20、将镧改性金属有机骨架磁性纳米除磷材料加入磷酸盐水溶液或二嗪磷水溶液中25-35℃下反应20-120min，其中，磷酸盐水溶液的浓度为10-50mg/l，二嗪磷水溶液的浓度为5-20mg/l，镧改性金属有机骨架磁性纳米除磷材料与磷酸盐水溶液或二嗪磷水溶液的比例为(0.2-1)g:1l，反应的初始ph值为3-9；在去除二嗪磷时，加入镧改性金属有机骨架磁性纳米除磷材料的同时还加入过一硫酸氢钾，过一硫酸氢钾与二嗪磷水溶液的比例为(0.25-2)mmol:1l。
21、进一步地，所述磷酸盐水溶液中的磷酸盐为磷酸二氢钠。
22、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
23、1)本专利技术使用la-fe3o4纳米颗粒与zif-67金属有机骨架材料相结合赋予了该纳米除磷材料磁性，使其易于从水中分离，可循环使用。
24、2)本专利技术制得的镧改性金属有机骨架磁性纳米除磷材料具有较大的比表面积，能通过镧与磷酸根螯合有效地捕获水中的无机磷，镧的掺入增强了纳米除磷材料对水中磷酸盐离子的捕获性能，提高了其吸附效果。
25、3)zif-67金属有机骨架材料能高效激活过一硫酸氢钾产生自由基氧化低浓度的有机磷农药，同时其表面负载的la-fe3o4纳米颗粒原位能吸附产生的无机磷，避免了二次污染，因此本专利技术所述镧改性金属有机骨架磁性纳米除磷材料具有出色的吸附性能和催化活性，兼具高效去除水中的有机磷和无机磷，能去除水中多种形态的磷，可广泛应用于去除污水与河湖底泥中的磷。
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1.一种镧改性金属有机骨架磁性纳米除磷材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种镧改性金属有机骨架磁性纳米除磷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，FeCl3·6H2O、LaCl3·nH2O、乙二醇的比例为(40-80)mmol:(20-40)mmol:1L。
3.根据权利要求1所述的一种镧改性金属有机骨架磁性纳米除磷材料的制备方法，其特征在于：所述无水乙酸钠、聚乙二醇、FeCl3·6H2O的比例为(150-450)mmol:(5-8)g:15mmol；步骤S2中，高压釜为内衬为铁氟龙的不锈钢高压釜。
4.根据权利要求1所述的一种镧改性金属有机骨架磁性纳米除磷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，A溶液中2-甲基咪唑的浓度为10-40mmol/L，B溶液中Co(NO3)2·6H2O的浓度为5-10mmol/L。
5.根据权利要求1所述的一种镧改性金属有机骨架磁性纳米除磷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S5中，步骤S4所得B溶液与步骤S4所得A溶液的体积比为1:1。
6.根据权
7.根据权利要求1～6所述的制备方法制得的镧改性金属有机骨架磁性纳米除磷材料。
8.根据权利要求7所述的镧改性金属有机骨架磁性纳米除磷材料在去除水中磷酸盐和二嗪磷中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述磷酸盐水溶液中的磷酸盐为磷酸二氢钠。
...【技术特征摘要】
1.一种镧改性金属有机骨架磁性纳米除磷材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种镧改性金属有机骨架磁性纳米除磷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中，fecl3·6h2o、lacl3·nh2o、乙二醇的比例为(40-80)mmol:(20-40)mmol:1l。
3.根据权利要求1所述的一种镧改性金属有机骨架磁性纳米除磷材料的制备方法，其特征在于：所述无水乙酸钠、聚乙二醇、fecl3·6h2o的比例为(150-450)mmol:(5-8)g:15mmol；步骤s2中，高压釜为内衬为铁氟龙的不锈钢高压釜。
4.根据权利要求1所述的一种镧改性金属有机骨架磁性纳米除磷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s4中，a溶液中2-甲基咪唑的浓度为10-40mmol/l，b溶液中co(no3)2·6h2o的浓度为5-10mmol/l。
5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑为升，杨晓冬，霍亮亮，梁思龙，易聪，
申请(专利权)人：中建八局华南建设有限公司，
类型：发明
国别省市：
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