[發明專利]一種鑭鋯雙金屬樹脂基納米復合材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202111024023.2
• 申請日: 2021-09-02
• 公開（公告）號: CN113694899B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 花銘;李致霆;胡煜;潘丙才;張煒銘;呂路
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/10;C02F101/20;C02F103/16
• 代理公司: 江蘇瑞途律師事務所 32346
• 代理人: 王玉姣;陳彬

本發明提供了一種鑭鋯雙金屬樹脂基納米復合材料及其制備方法與應用，屬于環境功能材料及污染物去除領域。鑭鋯雙金屬樹脂基納米復合材料中，所述樹脂中負載通過氧橋連鑭鋯形成的具有鑭?氧?鋯鍵的鑭鋯雙金屬氧化物，相比于單金屬鑭樹脂基納米復合材料，所述鑭鋯雙金屬樹脂基納米復合材料XPS圖譜La 3d_5/2結合能發生正偏移；相比于單金屬鋯樹脂基納米復合材料，所述鑭鋯雙金屬樹脂基納米復合材料XPS圖譜Zr 3d_5/2結合能發生負偏移。本發明的鑭鋯雙金屬納米復合材料相較于單金屬如鋯基、鑭基樹脂基納米復合材料，對污染物去除性能提高了23.1％～28.1％，吸附容量大，吸附速率快、易分離回收，具有廣闊的使用前景。

技術領域

本發明屬于環境功能材料及污染物去除領域，更具體地說，涉及一種鑭鋯雙金屬樹脂基納米復合材料性能的方法及其應用。該鑭鋯雙金屬樹脂基納米復合材料可應用于電鍍廢水中的焦磷酸銅、焦磷酸鹽、正磷酸鹽等污染物的去除。

背景技術

隨著環保意識的提高和技術的進步，高污染電鍍行業逐步選取無氰電鍍工藝，其中焦磷酸銅電鍍技術因其分散能力和均鍍能力均較為突出而應用最為廣泛，通常用于印制板孔金屬化及鑄件鍍銅等工藝，伴隨而來的產生大量的焦磷酸鹽、焦磷酸銅、正磷酸鹽廢水。

大量的正磷酸根，焦磷酸根，焦磷酸銅絡陰離子等含磷廢水經由各種途徑排入江河湖泊中增加了水體營養物質的負荷，引起藻類與水生植物異常繁殖，即水體的富營養化，從而導致了水體水質惡化，生態系統遭到破壞，影響人類的生產和生活。磷是水體富營養化產生的重要因素之一，它是生物生長必需的元素，且是最重要的限制性營養素。受磷污染的水體，藻類大量繁殖，溶解氧銳減，水質變臭，嚴重影響魚類等水生生物的生存惡化水源水質，增加水處理的難度和成本，降低水體的美學價值。過量的磷會嚴重危害海洋環境，引起海洋赤潮。

在過去的幾年中，納米結構的金屬(氫)氧化物由于其大的比表面積和豐富的表面羥基活性位點，被廣泛地用于增強和選擇性地吸附正磷酸鹽、焦磷酸鹽，如納米級水合鋯氧化物、鐵氧化物等。但是這些納米氧化物通常表現為細顆粒或超細顆粒，在固/液體系中難以分離，這限制了其在固定床或其他流經系統中的應用，因為其壓降和流動阻力過大。到目前為止，人們已經做出了許多努力來克服這一技術瓶頸：將金屬納米氧化物顆粒固定在傳統的大尺寸吸附劑中，如中國專利申請公開號為CN101343093A的現有技術中的復合樹脂深度凈化水體中微量磷的方法、CN101804333A的現有技術中的一種高效去除水體中微量磷、砷和銻的納米復合吸附劑等，可使納米金屬氧化物固定在樹脂孔道內，制備單金屬樹脂基納米復合材料，實現易分離、高密度和長期滯留，同時也提高了樹脂的吸附容量與吸附選擇性。

但是單金屬的納米氧化物顆粒納米效應有限，吸附反應活性偏弱，吸附量和選擇性提高能力具有瓶頸，對目標污染物的深度去除能力有待進一步提高。

因此如何提高金屬納米復合材料對焦磷酸鹽、正磷酸鹽、焦磷酸銅的吸附容量，增加吸附活度，提高吸附選擇性，仍然是一個亟待解決的技術問題。

發明內容

1.要解決的問題

針對現有單金屬樹脂基納米復合材料納米效應有限，吸附反應活性偏弱，吸附量和選擇性提高能力具有瓶頸的問題，本發明提供一種鑭鋯雙金屬樹脂基納米復合材料及其制備方法與應用，該復合材料可應用于電鍍廢水中復雜的重金屬污染的去除，例如去除重金屬銅離子、磷酸根離子、焦磷酸根離子、銅磷絡合物離子等，鑭鋯雙金屬樹脂基納米復合材料相較單金屬樹脂基納米復合材料，吸附性能大大提高，吸附容量提高23.1％～28.1％，吸附選擇性大大增強。

2.技術方案

為了解決上述問題，本發明所采用的技術方案如下: