[發明專利]一種高效吸附亞甲基藍染料的改性納米羥基磷灰石及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201610105663.9
• 申請日: 2016-02-25
• 公開（公告）號: CN105688831A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 魏巍;施夢琦;徐敏;魏晟;任琳琳;鄒彩瑜;楊磊;崔靜;魏正貴;鐘文輝;李時銀
• 申請（專利權）人: 南京師范大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/38
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 蔣海軍

本研究得到國家自然科學基金(No.41303081)和教育部高校博士學科點基金(新教師類) (No.20133207120019)資助。

技術領域

發明涉及一種新材料及其制備方法和應用，具體涉及一種利用腐殖酸改性的改性納米羥 基磷灰石及其制備方法，并應用于高效吸附水溶液中亞甲基藍染料。

背景技術

近年來，印染廢水污染引發的環境問題日益突出。多數染料帶有復雜的芳環結構，且具 有較高的毒性和生物積累性，自然條件下難以降解。目前工業上常用的處理印染廢水的方法 有混凝、氧化、生物降解、吸附等方法。相對于其它處理方法，吸附法具有成本低、效率高、 簡單易操作并對有毒物質不敏感等優點，被認為是較為理想的染料廢水處理技術。

納米羥基磷灰石作為一種新型環境礦物材料，因其制備方法簡單，成本低廉，吸附效果 良好，對環境無毒無害，近年來廣受研究重視。納米羥基磷灰石獨特的化學組成和晶體結構 使其具有優越的吸附性能，目前，納米羥基磷灰石已經被廣泛地用作吸附劑應用于重金屬、 氟、苯酚、硝基苯、有機染料等污染水體的修復。

中國《環境科學雜志》(JournalofEnvironmentalSciences，2008年，第20卷，第1268-1272 頁)報道了低結晶度的羥基磷灰石對分散藍SBL的吸附。美國《脫鹽與水處理》(Desalination andWaterTreatment，2012年，第41卷，第170-178頁)報道了低結晶度的羥基磷灰石對直 接黃27的吸附。美國《先進材料科學》(ScienceofAdvancedMaterials，2013年，第5卷， 第1090-1096頁)報道利用化學沉淀法合成的納米羥基磷灰石，并研究了其對染料活性藍204 的吸附。第58屆DAE固體物理研討會(Proceedingsofthe58thDAESolidStatePhysics Symposium2013.AIPPublishing,2014年,第1591卷，第867-868頁)報道了碳酸根取代的納 米羥基磷灰石對活性紅和活性藍的吸附。美國《世界科學雜志》(TheScientificWorldJournal， 2014年，文章編號273082)報道了殼聚糖包裹的磁性納米羥基磷灰石對反應藍19的吸附。 巴林《阿拉伯大學協會基礎和應用科學雜志》(JournaloftheAssociationofArabUniversitiesfor BasicandAppliedSciences，2014年，第16卷，第64-73頁)報道了納米羥基磷灰石對直接 黃28的吸附。羅馬尼亞《納米材料與生物結構文摘雜志》(DigestJournalofNanomaterialsand Biostructures，2015年，第10卷，第4期，第1343-1363頁)報道了納米羥基磷灰石對亞甲 基藍的吸附，但是飽和吸附容量僅僅為14.27mg/g。但對納米羥基磷灰石進行表面改性并用于 亞甲基藍的吸附還鮮有報道。

腐殖酸是自然界植物殘體經過腐爛分解后的產物，是為一種復雜的天然大分子有機物質， 其分子內含有大量的羰基、羧基、醇羥基、酚羥基等多種活性官能團，因此它具有弱酸性、 親水性、吸附性和絡合性，能夠與許多有機/無機物發生相互作用，同時由于腐殖酸在pH值 高于3時均帶有大量負電荷，故能夠通過靜電作用結合陽離子染料。亞甲基藍屬于典型的陽 離子染料，在印染工業有著廣泛的應用。含亞甲基藍的印染廢水排放量大、污染性強且難以 用生化方法處理，雖然活性炭吸附法效果較好，但是成本高昂，不易推廣。本發明利用腐殖 酸來改性納米羥基磷灰石，顯著提高納米羥基磷灰石對陽離子染料亞甲基藍染料的吸附能力， 有望成為一種低成本、高效率處理含亞甲基藍染料廢水的吸附劑。

發明內容

1.發明要解決的技術問題

本發明的目的是提供一種高效吸附亞甲基藍染料的改性納米羥基磷灰石及其制備方法， 所述的改性納米羥基磷灰石是將腐殖酸經過絡合配位作用結合在納米羥基磷灰石表明獲得 的，其在水溶液中具有良好的分散性，腐殖酸結合在納米羥基磷灰石表面后能夠增加納米羥 基磷灰石表面的負電荷，進而高效吸附水溶液中的亞甲基藍。

2.技術方案

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：