[發明專利]一種用于治理重金屬-有機物污染的復合材料、其制備方法及應用

有效

• 申請號: 201910443884.0
• 申請日: 2019-05-27
• 公開（公告）號: CN110013883B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 徐恒;譚航;王璨;徐緋;王穎;喬蘇瑜;劉華康
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: B01J31/38
• 分類號: B01J31/38;B01J27/18;B01J35/08;B01J37/03;C09K17/40;C02F1/30;C02F1/70;C02F101/20;C02F101/30
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 覃蛟

1.一種用于治理重金屬-有機物污染的復合材料，其特征在于，包括磷酸銀-二氧化鈦復合材料和零價鐵復合材料，其中，所述零價鐵復合材料為零價鐵負載于吸附基材上；

優選地，所述磷酸銀-二氧化鈦復合材料是通過將磷酸銀負載于二氧化鈦上改性形成；

優選地，磷酸銀-二氧化鈦復合材料中，磷酸銀和二氧化鈦的摩爾比為0.1-0.6:1；

優選地，磷酸銀-二氧化鈦復合材料中磷酸銀為球形或正六面體，且粒徑為270-650nm；

優選地，所述磷酸銀-二氧化鈦復合材料和所述零價鐵復合材料的重量比為1:2.5-5；

更優選地，所述吸附基材為活性碳纖維或生物炭顆粒；

所述用于治理重金屬-有機物污染的復合材料為多層球狀凝膠結構，其內層凝膠包覆有所述零價鐵復合材料，外層凝膠包覆有磷酸銀-二氧化鈦復合材料；

優選地，所述內層凝膠和所述外層凝膠各自獨立地選自海藻酸鹽、瓊脂、明膠、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇中的至少一種；

優選地，所述內層凝膠和所述外層凝膠均通過海藻酸鈉和氯化鈣的作用形成。

2.權利要求1中所述用于治理重金屬-有機物污染的復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

將所述磷酸銀-二氧化鈦復合材料和所述零價鐵復合材料混合；

優選地，混合的過程包括如下步驟：將零價鐵復合材料與海藻酸鈉溶液混合，隨后滴加至氯化鈣溶液中進行一次反應，然后過濾得到內層凝膠；

將所述內層凝膠、所述磷酸銀-二氧化鈦復合材料和海藻酸鈉溶液混合后過濾得到待包覆材料，然后將所述待包覆材料置于氯化鈣溶液中進行二次反應，最后分離得到具有雙層球狀凝膠結構的復合材料；

優選地，在所述混合液進行所述一次反應之前，向所述混合液中通入氮氣；更優選地，所述一次反應過程是在20-30℃下反應0.5-1.5h；進一步優選地，在過濾得到所述內層凝膠后洗去表面的氯化鈣溶液；

優選地，在反應得到所述待包覆材料過程中是反應40-120s；

優選地，在將進行所述二次反應之前，將所述待包覆材料表面的海藻酸鈉水洗去除；更優選地，所述二次反應的反應時間為4-6min。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述混合的過程是將所述磷酸銀-二氧化鈦復合材料和所述零價鐵復合材料制成雙層球狀凝膠結構。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述混合的過程包括如下步驟：采用第一凝膠材料對所述零價鐵復合材料進行包埋形成內層凝膠；采用含有磷酸銀-二氧化鈦復合材料的第二凝膠材料對所述內層凝膠進行包埋，形成具有雙層球狀凝膠結構的復合材料。

5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述磷酸銀-二氧化鈦復合材料的制備過程包括如下步驟：將二氧化鈦、水和硝酸銀混合后形成懸浮液；將所述懸浮液與磷酸鈉溶液混合反應，再離心分離；

優選地，在離心分離之后進行洗滌，再將固體在50-70℃下干燥10-14h。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述懸浮液和所述磷酸鈉溶液混合是將所述磷酸鈉溶液滴加至所述懸浮液中，反應4-8h。

7.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述零價鐵復合材料的制備過程包括：將含鐵化合物、水、吸附基材和強還原劑混合反應，再分離；其中，所述含鐵化合物中鐵的價態為三價或二價；

優選地，先將所述含鐵化合物、所述水和所述活性碳纖維混合后，在將硼氫化鈉強還原劑溶液滴加至混合液中反應20-40min；

更優選地，滴加速率為8-12mL/min，所述強還原劑的濃度為0.4-0.6M；

更優選地，在反應完成后將分離得到的產物進行洗滌并干燥；

進一步優選地，洗滌是采用乙醇進行多次洗滌，干燥是在50-70℃下干燥10-14h。