【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水处理领域，具体涉及到一种氨基酸-水合氧化锆杂化材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、在当今快速演变的人类社会中，工业化进程不断推进，工业和农业生产蓬勃发展，人口稳步增长。尽管这些变化为我们的生活带来了便利，但它们也引发了一系列环境问题，尤其是cr(vi)和磷酸盐污染。cr(vi)是一种高毒性重金属，在环境中保持稳定且易于迁移，可通过食物链进入生物体内，对人类健康构成严重威胁。磷酸盐是植物生长不可或缺的营养物质，但过度排放会导致水体富营养化，影响其他水生生物的生存。此外，磷酸盐也可通过食物链进入人体，对人体健康造成危害。目前，已开发出多种去除cr(vi)和磷酸盐的技术，包括生物法、化学法和吸附法等。然而，生物处理和化学沉淀法或多或少都有缺点，包括生产成本高、二次污染和操作条件高等。相比之下，吸附法因其灵活的制备和分离、高效、环保和可回收利用而被广泛应用于废水处理领域。
2、目前，各种吸附材料已被报道可去除水中的cr(vi)和磷酸盐，如生物炭、水合金属氧化物、金属有机框架(mof)、生物聚合物等。尽管在去除cr(vi)和磷酸盐方面取得了一些成果，但大多数制备的吸附剂可能存在一些影响其实际使用的缺点，包括成本高、不可回收、吸附能力差和吸附率低等。为此，必须开发一种高效、环保、可持续的去除cr(vi)和磷酸盐的吸附剂。
3、水合氧化锆(hzo)是一种吸附材料，以其丰富的羟基官能团、广泛的可获得性、无毒、环保以及对氧化剂、酸和碱的耐受性而著称。它能够通过离子交换和配位络合作用去除重金属离子，并能选
技术实现思路
1、为克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种氨基酸-水合氧化锆杂化材料及其制备方法，以期该杂化材料内部吸附位点得到有效利用，在对重金属和磷酸盐吸附中具有高吸附能力。
2、本专利技术是通过以下技术方案予以实现的。
3、本专利技术提供了一种氨基酸-水合氧化锆杂化材料的制备方法，具体包括如下步骤：
4、(1)将氨基酸溶解在去离子水中，接着滴加碳酸锆铵溶液，然后室温搅拌得到透明的混合溶液；
5、所述氨基酸、碳酸锆铵和去离子水的用量质量比为1:3.33～20:4～29；
6、(2)将透明的混合溶液恒温干燥后得到白色固体，接着对其进行浸泡、洗涤、过滤后得白色沉淀；
7、(3)将白色沉淀恒温干燥后得到所述氨基酸-水合氧化锆杂化材料。
8、进一步的，步骤(1)中所述氨基酸为精氨酸或赖氨酸。
9、进一步的，步骤(1)中所述搅拌时间为1h。
10、进一步的，步骤(2)所述干燥温度为120℃，时间为12h。
11、进一步的，步骤(3)所述干燥温度为70℃，时间为12h。
12、上述制备方法制得的氨基酸-水合氧化锆杂化材料。
13、本专利技术同时提供了上述氨基酸-水合氧化锆杂化材料在对cr(vi)和磷酸盐吸附中的应用。
14、上述应用中，作为一种优化，所述氨基酸-水合氧化锆杂化材料在对cr(vi)和磷酸盐吸附中ph为2～10。
15、上述应用中，作为一种优化，所述氨基酸-水合氧化锆杂化材料在对cr(vi)和磷酸盐吸附中添加量为0.25～3g/l。
16、上述应用中，作为一种优化，所述氨基酸-水合氧化锆杂化材料在对cr(vi)和磷酸盐吸附中吸附温度为298～318k。
17、与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果：
18、1、本专利技术以精氨酸(arg)和赖氨酸(lys)对水合氧化锆(hzo)进行杂化改性，通过简单的溶胶-凝胶法分别获得了arg-hzo和lys-hzo有机-无机分子级杂化材料，用于吸附水溶液中的cr(vi)和磷酸盐。arg和lys链上的羧基会与hzo分子链上的羟基发生分子间相互作用，自下而上地完成从分子到整体材料的融合，从而实现从结构到性能的融合互补。arg和lys引入的亲水有机片段有望形成大量贯穿arg-hzo和lys-hzo整体杂化材料的水通道，以充分利用hzo内外的吸附位点。同时，也增加了活性吸附位点的种类和数量(羟基、氨基和胍基)，进而增强发挥hzo、arg和lys对cr(vi)和磷酸盐的吸附潜能。
19、2、在相同反应条件下，arg-hzo对cr(vi)和磷酸盐的吸附量分别约为空白hzo的14和12倍，lys-hzo对cr(vi)和磷酸盐的吸附量也能达到约为空白hzo的15和10倍。
20、3、竞争离子实验表明，即使溶液中存在竞争离子，arg-hzo和lys-hzo对cr(vi)和磷酸盐依然有着出色的吸附能力，具有良好的抗干扰能力。更重要的是在固定床柱实验中，尽管溶液中存在其他竞争离子，arg-hzo和lys-hzo仍可以深度处理大量含磷酸盐废水，展示出这两种材料在实际应用中的巨大潜力。
21、4、循环吸附实验显示，经过多次循环使用后，arg-hzo和lys-hzo对cr(vi)和磷酸盐仍保持良好的吸附性能。
22、5、本专利技术所制备的arg-hzo和lys-hzo具有环境友好、高效、cr(vi)和磷酸盐选择性好、机械稳定性高等优点，是一种很有前途的废水中去除cr(vi)和磷酸盐的吸附剂。
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1.一种氨基酸-水合氧化锆杂化材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的氨基酸-水合氧化锆杂化材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述氨基酸为精氨酸或赖氨酸。
3.如权利要求1所述的氨基酸-水合氧化锆杂化材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述搅拌时间为1h。
4.如权利要求1所述的氨基酸-水合氧化锆杂化材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述干燥温度为120℃，时间为12h。
5.如权利要求1所述的氨基酸-水合氧化锆杂化材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述干燥温度为70℃，时间为12h。
6.如权利要求1～5所述的制备方法制得的氨基酸-水合氧化锆杂化材料。
7.如权利要求6所述的氨基酸-水合氧化锆杂化材料在对Cr(VI)和磷酸盐吸附中的应用。
8.如权利要求7所述的应用，其特征在于：所述氨基酸-水合氧化锆杂化材料在对Cr(VI)和磷酸盐吸附中pH为2～10。
9.如权利要求7所述的应用，其特征在于：所述氨基酸-水合氧化锆杂化材料在对Cr(VI)和
10.如权利要求7所述的应用，其特征在于：所述氨基酸-水合氧化锆杂化材料在对Cr(VI)和磷酸盐吸附中吸附温度为298～318K。
...【技术特征摘要】
1.一种氨基酸-水合氧化锆杂化材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的氨基酸-水合氧化锆杂化材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述氨基酸为精氨酸或赖氨酸。
3.如权利要求1所述的氨基酸-水合氧化锆杂化材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述搅拌时间为1h。
4.如权利要求1所述的氨基酸-水合氧化锆杂化材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述干燥温度为120℃，时间为12h。
5.如权利要求1所述的氨基酸-水合氧化锆杂化材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述干燥温度为70℃，时间为12h。
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