[發明專利]一種生物質基羥基磷灰石復合材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011161821.5
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112547021A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 葉美晨;胡志超;陳辰;丁長春;梁紅超
• 申請（專利權）人: 南京長三角綠色發展研究院有限公司
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/14
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

1.一種生物質基羥基磷灰石復合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1、取一定量生物質材料，經蒸餾水清洗干凈后烘干至恒重，然后粉碎并通過10～60目篩分備用；

步驟S2、將步驟S1篩分得到的生物質材料進行堿洗溶脹后，水洗至出水為中性；

步驟S3、將步驟S2堿洗溶脹、水洗后得到的生物質材料經充分酸洗氧化后過濾，水洗至出水為中性；

步驟S4、將步驟S3酸洗氧化、水洗后得到的生物質材料依次進行乙醇淋洗、烘干，得到預處理生物質材料；

步驟S5、將步驟S4得到的預處理生物質材料進行磷酸化加成后過濾、烘干，得到磷酸化生物質材料；

步驟S6、將步驟S5得到的磷酸化生物質材料加入到pH為堿性的鈣鹽溶液中原位沉淀反應，反應結束后于室溫下靜置陳化；

步驟S7、將步驟S6陳化結束后的生物質材料過濾，水洗至出水為中性，然后依次經乙醇淋洗、烘干，得到生物質基羥基磷灰石復合材料。

2.根據權利要求1所述的生物質基羥基磷灰石復合材料的制備方法，其特征在于：步驟S1中，所述生物質材料為甘蔗渣、橘子皮、玉米芯、花生殼、稻殼、核桃殼、木屑、竹屑中的一種，篩分后的生物質材料顆粒粒徑大小介于0.25~2mm之間。

3.根據權利要求1所述的生物質基羥基磷灰石復合材料的制備方法，其特征在于：步驟S2中，堿洗溶脹的方法為，將步驟S1篩分得到的生物質材料用堿溶液于常溫下浸泡3~6h，其中，所述堿溶液溶質為氫氧化鈉或氫氧化鉀,堿溶液的濃度為1~2M，生物質材料在堿溶液中的投加比為20g/L。

4.根據權利要求1所述的生物質基羥基磷灰石復合材料的制備方法，其特征在于：步驟S3中，酸洗氧化的方法為，將步驟S2堿洗溶脹、水洗后得到的生物質材料用高錳酸鹽溶液于常溫下浸泡3~6h，其中，生物質材料與高錳酸鹽的混合質量比為100:0.5~2，所述高錳酸鹽為高錳酸鉀或高錳酸鈉中的任一種。

5.根據權利要求4所述的生物質基羥基磷灰石復合材料的制備方法，其特征在于：步驟S5中，磷酸化加成反應的方法為，預處理生物質材料加入到濃度為0.3~1M的磷酸鹽溶液中，在25~60℃下以200~400rpm的速度混合攪拌，反應12~24 h，其中預處理生物質材料按照質量用量與磷酸鹽溶液體積比為0.04g/mL，所述磷酸鹽溶液為磷酸三鈉溶液、磷酸氫二鈉溶液、磷酸氫二銨溶液中的一種。

6.根據權利要求5所述的生物質基羥基磷灰石復合材料的制備方法，其特征在于：步驟S6中，將步驟S5得到的磷酸化生物質材料緩慢加入到濃度為0.5~1.67M的鈣離子溶液中，用氨水將反應體系pH值維持在10~11，在25~60℃下以200~400rpm的速度混合攪拌，反應1~2h，然后室溫下靜置陳化12~24h，其中生物質材料按照質量用量與鈣離子溶液體積比為0.04g/mL，所述鈣離子溶液為氯化鈣溶液或硝酸鈣溶液中的一種。

7.一種生物質基羥基磷灰石復合材料，其特征在于，采用權利要求1～6任一項所述的生物質基羥基磷灰石復合材料的制備方法制備得到。

8.權利要求7所述的生物質基羥基磷灰石復合材料用于吸附處理氟污染水體中氟離子的用途。

9.根據權利要求8所述的用途，其特征在于：所述氟污染水體包括含強競爭離子的氟污染水體，所述強競爭離子為與氟離子具有強競爭吸附作用的離子。

10.根據權利要求8所述的用途，其特征在于：吸附后的生物質基羥基磷灰石復合材料通過堿鹽混合液進行脫附再生，其中堿鹽混合溶液中的堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀，鹽為氯化鈉或氯化鉀，且堿、鹽的質量濃度均為2%~15%。