[發明專利]一種磁性普魯士藍納米粘土的制備方法和應用

有效

• 申請號: 202111523473.6
• 申請日: 2021-12-14
• 公開（公告）號: CN113908799B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 吳遠征;扈進冬;李紀順;楊合同;魏艷麗;李紅梅;陳凱
• 申請（專利權）人: 山東省科學院生態研究所（山東省科學院中日友好生物技術研究中心）
• 主分類號: B01J20/10
• 分類號: B01J20/10;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 徐槐

本發明涉及環境污染物處理的技術領域，具體涉及一種磁性普魯士藍納米粘土的制備方法和應用。制備方法包括以下步驟：將亞鐵氰化鉀和三氯化鐵按比例溶解在氨基納米粘土溶液中，在攪拌條件下逐滴加入硼氫化鈉溶液，利用溶膠?凝膠反應合成獲得磁性普魯士藍納米粘土。本發明的制備方法操作簡單，成本低廉，得到的磁性普魯士藍納米粘土對重金屬離子的吸附過程快速，在外加磁場作用下分離與回收便捷，能夠實現廢水中重金屬離子的高效吸附與去除，同時不會產生廢渣造成二次污染，具有良好的產業化應用前景。

技術領域

本發明涉及環境污染物處理的技術領域，具體涉及一種磁性普魯士藍納米粘土的制備方法和應用。

背景技術

隨著社會的進步與工業的發展，水體重金屬污染的問題日益突出。重金屬元素即使低濃度下也有明顯的毒性，可以通過生物富集作用進入人畜體內，危害人體健康。水體中重金屬元素的去除已成為科學研究者亟待解決的問題。目前已經有多種重金屬元素處理技術用于生產實踐中，如吸附法、沉淀法、生物處理法、電滲析法等，但也存在能耗大、成本高且容易引起二次污染等缺點。

多孔吸附材料由于特有的表面效應和對金屬離子的超強吸附力，被廣泛用作環境修復材料，包括蒙脫石、凹凸棒、硅藻土、膨潤土等。王萍和李國昌以Keggin離子改性凹凸棒土，發現改性后的凹凸棒土沒有明顯改變結構，但提高了對水溶液中的HCrO₄^?和CrO₄^2?吸附性能。氨基納米粘土AMP Clay作為一種合成粘土，具有類似天然粘土結構，同時能夠起到模板和底物的作用，在其表面包載生長其它納米顆粒。Lee等研究了AMP Clay對重金屬氧酸鹽的吸附行為，發現AMP Clay對HAsO₄^2?、CrO₄^2?和Fe(CN)₆^3?具有高效吸附作用，可用于水體重金屬的修復去除。

磁性納米材料以其特有的表面效應和磁響應特性而成為目前研究最廣泛、最有效的吸附劑，可以高效回收、使用方便、成本低廉，且能避免對水體的二次污染。通常制備的磁性復合材料不僅在水溶液中分散性好，還能借助磁鐵將其從水溶液中分離開來。黃卓楠等在凹凸棒土表面和管內負載Fe₃O₄納米顆粒，磁化后的凹凸棒土能夠高效吸附Cr(VI)。因此，如何利用磁性納米材料制備高效吸附且能回收的吸附劑有待進一步研究和實施。

發明內容

為了提高氨基納米粘土AMP Clay的吸附性能，并實現吸附劑的高效快速回收，本發明提出一種磁性普魯士藍納米粘土的制備方法及其對水體重金屬污染物的吸附應用，具體是利用磁性普魯士藍納米粘土材料實現水體重金屬離子的吸附與回收。

一方面，本發明提供一種磁性普魯士藍納米粘土的制備方法，包括以下步驟：將亞鐵氰化鉀（K₄[Fe(CN)₆]）和三氯化鐵（FeCl₃）按比例溶解在氨基納米粘土（AMP Clay）溶液中，在攪拌條件下逐滴加入硼氫化鈉（NaBH₄）溶液，利用溶膠-凝膠反應合成獲得磁性普魯士藍納米粘土（PB-MVNPs）。