[發明專利]一種生物殼負載羥基磷灰石復合材料及其制法和應用

在審

• 申請號: 201811607886.0
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109621913A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 李戰軍;夏嫣;李萬斌
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/14;C02F101/20
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 向玉芳

本發明公開了一種生物殼負載羥基磷灰石復合材料及其制備方法和應用，屬于水處理吸附材料領域。本發明將殼材料浸泡在磷酸鹽的水溶液中，室溫至煮沸條件下反應，得到負載羥基磷灰石有序納米陣列的生物殼納米材料。采用本發明制備的生物殼負載納米羥基磷灰石復合材料主要具有如下優點：(1)生物殼表面生長的羥基磷灰石為垂直生物殼表面的有序納米棒陣列，吸附活性強；(2)羥基磷灰石依附的生物殼為毫米級大塊材料，不易流失，使用方便；(3)使用天然原材料，綠色無污染。本發明公開的生物殼負載納米羥基磷灰石復合材料可以作為高效凈水材料去除飲水中的氟離子、重金屬離子等污染物。

技術領域

本發明屬水處理納米材料領域，具體涉及一種生物殼負載羥基磷灰石復合材料及其制備方法和應用。

背景技術

羥基磷灰石是一種環境友好型材料。大量研究表明納米羥基磷灰石能夠作為一種高效的吸附劑。例如，能夠吸附去除水體中的氟離子、重金屬等污染物。專利(CN1544318A)公布了一種利用硝酸鈣、磷酸二氫銨為原料，以尿素為沉淀劑，利用均勻化學沉淀原理制備納米羥基磷灰石的方法。專利(CN101734635A)公布了一種利用聚乙二醇為形貌調節劑制備納米羥基磷灰石的方法。專利(CN101428779A)公布了一種空心結構納米羥基磷灰石的合成方法。專利(CN103420364A)公布了一種利用水熱反應合成石墨烯/納米羥基磷灰石的方法。以這些方法雖然能夠得到粒徑小，活性高的納米羥基磷灰石，但是得到的材料為無序的納米粉體，應用過程中存在原料成本高，產物難分離、易堵塞、材料易流失的缺點。將納米羥基磷灰石負載在大顆粒的載體表面可以解決納米羥基磷灰石在水質凈化過程中面臨的這些問題。專利(CN101891175A)報道了以雙元聚電解質為模板導向劑制備定向生長的納米羥基磷灰石的合成方法。專利(CN103803489B)公布了一種利用疏水性有機酸和醇為模板劑制備大尺寸羥基磷灰石微米管有序陣列的制備方法。這些方法雖然能夠得到羥基磷灰石的有序納米結構，但是需要使用有機模板劑，成本較高。專利(CN103241719B)介紹了一種在惰性基底表面定向生長納米羥基磷灰石有序陣列的方法。但該方法雖然不需要使用模板劑，但需要依次將基底在鈣溶液中浸漬和在磷酸鹽溶液中生長羥基磷灰石，操作步驟較繁瑣，不利于規模化生產。

部分文獻中提到了以雞蛋殼為原料制備羥基磷灰石的報道。例如，論文(蛋殼煅燒合成羥基磷灰石的制備及表征,環境工程學報，2011，5(9)：2156-2160)以900℃煅燒處理的蛋殼和磷酸鈣為原料，采用高溫煅燒法(1100℃)合成羥基磷灰石粉體；論文(蛋殼水熱法合成羥基磷灰石，河北師范大學學報，2013，37(1)：60-64.)以900℃煅燒處理的蛋殼和磷酸氫二銨為原料，采用水熱法合成羥基磷灰石粉體。這些論文中提到的方法雖然以廉價的雞蛋殼為原料，但是技術方案中都需要將雞蛋殼在900℃煅燒成氧化鈣，不僅增加高溫處理的成本，而且破壞了雞蛋殼原有的結構，得到的產物是無序的羥基磷灰石粉體。

發明內容

針對以上現有技術存在的缺點和不足之處，本發明公開了一種生物殼負載羥基磷灰石有序納米陣列的生物殼復合納米材料及其制備方法，該方法以羥基磷灰石納米棒在生物殼表面的原位定向生長成為有序納米陣列為主要工藝特征。綜合利用納米羥基磷灰石的高活性與生物殼材料的大尺寸、生物相容性好的優點，為飲水凈化提供性能優異復合納米吸附劑。

本發明首要目的是提供一種生物殼負載羥基磷灰石復合材料。

本發明的另一目的為提供上述生物殼負載羥基磷灰石復合材料的制備方法。

本發明的再一目的為提供上述生物殼負載羥基磷灰石復合材料的應用。

本發明通過以下技術方案實現：

一種生物殼負載羥基磷灰石復合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將磷酸和/或磷酸鹽配置成水溶液，得到磷酸生長液；

(2)將生物殼材料先用水洗凈，然后用堿溶液或者酸溶液浸泡，最后經水洗，除去表面雜質，得到預處理的生物殼材料；