CN103537253B - 一种用羟基磷灰石制备介孔材料的方法 - Google Patents
一种用羟基磷灰石制备介孔材料的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103537253B CN103537253B CN201310493423.7A CN201310493423A CN103537253B CN 103537253 B CN103537253 B CN 103537253B CN 201310493423 A CN201310493423 A CN 201310493423A CN 103537253 B CN103537253 B CN 103537253B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mesoporous material
- iron modified
- hydroxyapatite
- present
- modified hydroxylapatite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Abstract
一种用羟基磷灰石制备介孔材料的方法，它涉及制备介孔材料的方法。本发明要解决现有制备铁改性磷灰石介孔材料的方法无法制备出高比表面积、孔径集中在4.2nm附近呈单峰分布的介孔材料的问题。本发明的方法为：一、制备铁改性羟基磷灰石；二、洗涤、干燥后得到铁改性羟基磷灰石介孔材料。本发明方法制备的介孔材料具有孔径集中分布的优良性质，本发明利用高浓度铁离子交换法制得的介孔材料具有高比表面积180～220m2/g、孔径集中在4.2nm附近、呈单峰分布、重现性好、分散性良好并且产量高。本发明主要用于水中污染物处理技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及制备介孔材料的方法，属于水中污染物处理的技术领域。
背景技术
介孔材料是指孔径在2～50nm之间，比表面积大、孔径分布均匀的多孔材料。具有选择性好，扩散和吸附能力强的特点。介孔材料广泛应用于石油、化工、电子等领域，具有巨大的应用价值。羟基磷灰石(hydrosyapatite,HAP)与骨和牙齿的无机矿物成分相似，具有良好的生物相容性和生物活性。羟基磷灰石晶体为六方晶系，其结构中的钙离子可以被多种金属置换，从而表现出不同的性能。铁是一种容易获得、经济实用的金属元素，铁离子改性磷灰石具有价格低廉，生物相容性好的特点，因而得到广泛研究。目前常用的铁改性磷灰石通常是以低浓度铁离子掺杂在原料前驱体中，以共沉淀方式制备后，再进行高温灼烧。由于铁离子在磷灰石结构中的低容纳性，以及高浓度铁会促使产生磷酸三钙，这种制备方法限制了铁元素的掺杂量。
利用离子交换法制备铁改性磷灰石的报道比较少见，Masato Wakamura和YoshiakiTanizawa等人分别以低浓度硝酸铁(0～0.01摩尔/升)、低浓度FeNH4(SO4)2(0.0125摩尔/升)制备了三价铁改性磷灰石。但是，关于使用高浓度铁盐离子交换法制备铁改性羟基磷灰石介孔材料的研究尚未见报道。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有制备铁改性磷灰石介孔材料的方法无法制备出高比表面积、孔径集中在4.2nm附近呈单峰分布的介孔材料的问题，提供一种用羟基磷灰石制备介孔材料的方法。
本发明的一种用羟基磷灰石制备介孔材料的方法，按照以下步骤进行：
一、将羟基磷灰石和浓度为0.01～0.05mol/L的铁盐水溶液按质量与体积比为8～10g：1L的比例混合，然后将混合物于180～300r/min的转速下搅拌10～20min，得到铁改性羟基磷灰石，其中所述的铁盐水溶液温度为25℃～30℃；
二、将步骤一得到的铁改性羟基磷灰石用去离子水进行洗涤至pH值为5～7，将洗涤后的铁改性羟基磷灰石于105℃～110℃下烘干22～26h，即得到铁改性羟基磷灰石介孔材料。
本发明采用的羟基磷灰石是以天然贝壳粉体直接中低温合成的（购自宁波经济技术开发区晶格新材料开发有限公司），该羟基磷灰石的制备方法参见中国专利申请号为200410067736.7公开的内容。
本发明包含以下有益效果：
1、本发明是采用以天然贝壳粉体直接中低温合成制备的羟基磷灰石为原料，具有来源广泛、价格低廉、制备工艺简单、不涉及有机物原料和不污染环境的特点；
2、利用本发明方法制得的介孔材料具有孔径集中分布的优良性质，本发明利用高浓度铁离子交换法制得的介孔材料具有高比表面积180～220m2/g、孔径集中在4.2nm附近、呈单峰分布、重现性好、分散性良好并且产量高；
3、本发明适用于水中污染物处理技术领域，并且整个制备方法工艺简单、原料经济成本低并且环境友好，便于进行规模化生产。
附图说明
图1为实施例一铁改性羟基磷灰石介孔材料制备前后的XRD图，其中a为羟基磷灰石原料粉末的XRD图，b为制备得到的铁改性羟基磷灰石介孔材料粉末的XRD图；
图2为实施例一制备的铁改性羟基磷灰石介孔材料的N2吸附-脱附等温线；
图3为实施例一制备的铁改性羟基磷灰石介孔材料的孔径分布曲线。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式一种用羟基磷灰石制备介孔材料的方法，按以下步骤进行：
一、将羟基磷灰石和浓度为0.01～0.05mol/L的铁盐水溶液按质量与体积比为8～10g：1L的比例混合，然后将混合物于180～300r/min的转速下搅拌10～20min，得到铁改性羟基磷灰石，其中所述的铁盐水溶液温度为25℃～30℃；
二、将步骤一得到的铁改性羟基磷灰石用去离子水进行洗涤至pH值为5～7，将洗涤后的铁改性羟基磷灰石于105℃～110℃下烘干22～26h，即得到铁改性羟基磷灰石介孔材料。
本实施方式的有益效果：
1、本实施方式是采用以天然贝壳粉体直接中低温合成制备的羟基磷灰石为原料，具有来源广泛、价格低廉、制备工艺简单、不涉及有机物原料和不污染环境的特点；
2、利用本实施方式制得的介孔材料具有孔径集中分布的优良性质，本实施方式利用高浓度铁离子交换法制得的介孔材料具有高比表面积180～220m2/g、孔径集中在4.2nm附近、呈单峰分布、重现性好、分散性良好并且产量高；
3、本实施方式适用于水中污染物处理技术领域，并且整个制备方法工艺简单、原料经济成本低并且环境友好，便于进行规模化生产。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中所述的铁盐为硝酸铁、硫酸铁、FeNH4(SO4)2或三氯化铁。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一中所述的将羟基磷灰石和浓度为0.035mol/L的铁盐水溶液按质量与体积比为8～10g：1L的比例混合。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤一中所述的将羟基磷灰石和浓度为0.01～0.05mol/L的铁盐水溶液按质量与体积比为9g：1L的比例混合。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤一中所述的将混合物于200～250r/min的转速下搅拌12～18min。其它与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤一中所述的将混合物于220r/min的转速下搅拌15min。其它与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤二中所述的将步骤一得到的铁改性羟基磷灰石用去离子水进行洗涤至pH值为7。其它与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤二中所述的将洗涤后的铁改性羟基磷灰石于105℃下烘干24h。其它与具体实施方式一至七之一相同。
实施例一：
本实施例用羟基磷灰石制备介孔材料的方法，按照以下步骤进行：
一、在温度为25℃、200mL的0.035mol/L硝酸铁水溶液中加入2g羟基磷灰石粉末，然后将混合物于220r/min的转速下搅拌15min，得到铁改性羟基磷灰石；
二、将步骤一得到的铁改性羟基磷灰石用去离子水进行洗涤至pH值为7，将洗涤后的铁改性羟基磷灰石于105℃下烘干24h后得到黄色粉末，即得到铁改性羟基磷灰石介孔材料。
本实施例铁改性羟基磷灰石介孔材料制备前后的XRD图如图1所示，其中a为羟基磷灰石原料粉末的XRD图，b为制备得到的铁改性羟基磷灰石介孔材料粉末的XRD图，本实施例制备的介孔材料（产品）的比表面积为204.0m2/g，孔容为0.41mL/g，孔径在介孔区呈单峰分布，介孔区的峰值为4.2nm。
本实施例制备的铁改性羟基磷灰石介孔材料的N2吸附-脱附等温线如图2所示，由图2可知，所制备介孔材料具有明显介孔材料特征。
本实施例制备的铁改性羟基磷灰石介孔材料的孔径分布曲线如图3所示，通过BJH算得孔径分布曲线，由图3可知，所制备的介孔材料孔径集中在4.2nm附近、呈单峰分布。
实施例二：
本实施例用羟基磷灰石制备介孔材料的方法，按照以下步骤进行：
一、在温度为25℃、200mL的0.035mol/L硫酸铁水溶液中加入2g羟基磷灰石粉末，然后将混合物于220r/min的转速下搅拌15min，得到铁改性羟基磷灰石；
二、将步骤一得到的铁改性羟基磷灰石用去离子水进行洗涤至pH值为7，将洗涤后的铁改性羟基磷灰石于105℃下烘干24h后得到黄色粉末，即得到铁改性羟基磷灰石介孔材料。
实施例三：
本实施例用羟基磷灰石制备介孔材料的方法，按照以下步骤进行：
一、在温度为25℃、200mL的0.035mol/L FeNH4(SO4)2水溶液中加入2g羟基磷灰石粉末，然后将混合物于220r/min的转速下搅拌15min，得到铁改性羟基磷灰石；
二、将步骤一得到的铁改性羟基磷灰石用去离子水进行洗涤至pH值为7，将洗涤后的铁改性羟基磷灰石于105℃下烘干24h后得到黄色粉末，即得到铁改性羟基磷灰石介孔材料。
实施例四：
本实施例用羟基磷灰石制备介孔材料的方法，按照以下步骤进行：
一、在温度为25℃、200mL的0.035mol/L三氯化铁水溶液中加入2g羟基磷灰石粉末，然后将混合物于220r/min的转速下搅拌15min，得到铁改性羟基磷灰石；
二、将步骤一得到的铁改性羟基磷灰石用去离子水进行洗涤至pH值为7，将洗涤后的铁改性羟基磷灰石于105℃下烘干24h后得到黄色粉末，即得到铁改性羟基磷灰石介孔材料。
本发明将羟基磷灰石原料在铁盐水溶液中进行离子交换，将交换后得到的铁离子取代羟基磷灰石过滤、洗涤、烘干，得到比表面积180～220m2/g、孔径在4.2nm附近呈单峰分布的介孔材料。
本发明是采用以天然贝壳粉体直接中低温合成制备的羟基磷灰石为原料，具有来源广泛、价格低廉、制备工艺简单、不涉及有机物原料和不污染环境的特点。
利用本发明方法制得的介孔材料具有孔径集中分布的优良性质，本发明利用高浓度铁离子交换法制得的介孔材料具有高比表面积180～220m2/g、孔径集中在4.2nm附近、呈单峰分布、重现性好、分散性良好并且产量高。
本发明适用于水中污染物处理技术领域，并且整个制备方法工艺简单、原料经济成本低并且环境友好，便于进行规模化生产。
Claims (6)
1.一种用羟基磷灰石制备介孔材料的方法，其特征在于它包括以下步骤：
一、将羟基磷灰石和浓度为0.035mol/L的铁盐水溶液按质量与体积比为8～10g：1L的比例混合，然后将混合物于180～300r/min的转速下搅拌10～20min，得到铁改性羟基磷灰石，其中所述的铁盐水溶液温度为25℃～30℃；
二、将步骤一得到的铁改性羟基磷灰石用去离子水进行洗涤至pH值为5～7，将洗涤后的铁改性羟基磷灰石于105℃～110℃下烘干22～26h，即得到铁改性羟基磷灰石介孔材料。
2.根据权利要求1所述的一种用羟基磷灰石制备介孔材料的方法，其特征在于步骤一中所述的铁盐为硝酸铁、硫酸铁、FeNH4(SO4)2或三氯化铁。
3.根据权利要求1所述的一种用羟基磷灰石制备介孔材料的方法，其特征在于步骤一中所述的将混合物于200～250r/min的转速下搅拌12～18min。
4.根据权利要求3所述的一种用羟基磷灰石制备介孔材料的方法，其特征在于步骤一中所述的将混合物于220r/min的转速下搅拌15min。
5.根据权利要求1所述的一种用羟基磷灰石制备介孔材料的方法，其特征在于步骤二中所述的将步骤一得到的铁改性羟基磷灰石用去离子水进行洗涤至pH值为7。
6.根据权利要求1所述的一种用羟基磷灰石制备介孔材料的方法，其特征在于步骤二中所述的将洗涤后的铁改性羟基磷灰石于105℃下烘干24h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310493423.7A CN103537253B (zh) | 2013-10-21 | 2013-10-21 | 一种用羟基磷灰石制备介孔材料的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310493423.7A CN103537253B (zh) | 2013-10-21 | 2013-10-21 | 一种用羟基磷灰石制备介孔材料的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103537253A CN103537253A (zh) | 2014-01-29 |
| CN103537253B true CN103537253B (zh) | 2015-08-05 |
Family
ID=49961340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310493423.7A Active CN103537253B (zh) | 2013-10-21 | 2013-10-21 | 一种用羟基磷灰石制备介孔材料的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103537253B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109021635B (zh) * | 2018-08-03 | 2020-09-11 | 诸城市润宇化工有限公司 | 一种光触媒墙体保护剂及其制备方法与应用 |
| CN111036168A (zh) * | 2019-12-05 | 2020-04-21 | 浙江理工大学 | 一种利用改性羟基磷灰石高效去除印染废水中锑离子的方法 |
| CN110844898B (zh) * | 2019-12-24 | 2023-02-24 | 东北农业大学 | 改性羟基磷灰石的制备方法及其应用 |
| CN111921487A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-11-13 | 西南科技大学 | 一种铁/钇改性羟基磷灰石复合材料及其制备方法和应用 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1701842A (zh) * | 2005-03-31 | 2005-11-30 | 上海交通大学 | 载Ti4+羟基磷灰石纳米粉体吸附消毒材料 |
| US20070051668A1 (en) * | 2004-05-13 | 2007-03-08 | Fujitsu Limited | Apatite and method for producing the same, and apatite base material |
-
2013
- 2013-10-21 CN CN201310493423.7A patent/CN103537253B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070051668A1 (en) * | 2004-05-13 | 2007-03-08 | Fujitsu Limited | Apatite and method for producing the same, and apatite base material |
| CN1701842A (zh) * | 2005-03-31 | 2005-11-30 | 上海交通大学 | 载Ti4+羟基磷灰石纳米粉体吸附消毒材料 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Surface structure and composition of calcium hydroxyapatites substituted with Al(Ⅲ), La(Ⅲ) and Fe(Ⅲ) ions;Masato Wakamura等;《Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects》;20001231;第164卷;第297-305页 * |
| 利用Fe2+对羟基磷灰石粉末表面改性的研究;李成峰;《山东大学学报(工学版)》;20081231;第38卷(第6期);第87-90页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103537253A (zh) | 2014-01-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103537253B (zh) | 一种用羟基磷灰石制备介孔材料的方法 | |
| CN107051377B (zh) | 一种用于同步去除碳氮磷的纳米复合材料及其制备方法 | |
| CN109516457A (zh) | 一种壳聚糖基多孔碳球及其制备方法 | |
| CN102398907B (zh) | 一种制备介孔氧化硅微球的方法 | |
| CN104724734A (zh) | 一种制造轻质、高比表面积、花球型纳米氢氧化镁的方法 | |
| CN103599749A (zh) | 磁性载钴有序介孔碳及其制备方法和应用 | |
| CN101804318A (zh) | 一种镧掺杂二氧化铈多孔微球的制备及其对Cr6+的去除应用 | |
| CN104607144A (zh) | 一种结构自生长水相磷酸根吸附材料及其制备方法和应用 | |
| CN107413295A (zh) | 多孔活性炭纳米纤维负载羟基磷灰石除氟材料的制备方法 | |
| Ciobanu et al. | BET AND XRD STUDIES ON THE HYDROXYAPATITE AND EUROPIUM DOPED HYDROXYAPATITE. | |
| CN104001471A (zh) | 一种二氧化硅固定化羟基磷灰石材料的制备方法 | |
| CN103288192A (zh) | 一种利用硅藻土废液合成复合硅藻土混凝剂的方法 | |
| CN103638902A (zh) | 一种载镧磁性碳气凝胶微球除氟吸附剂及制备方法 | |
| CN105126738A (zh) | 一种脱除水中氟离子的多孔复合材料制备方法 | |
| CN104941585A (zh) | 一种富含羧基并可磁性回收的重金属吸附剂的制备方法 | |
| CN102397775A (zh) | 除砷吸附剂及其制备方法与应用 | |
| CN103964449B (zh) | 利用常压干燥技术快速制备氧化硅气凝胶微球的方法 | |
| CN107185479A (zh) | 一种水中除磷吸附剂的制备方法 | |
| CN103962104A (zh) | 一种复合除磷吸附剂、制备方法及其应用 | |
| CN102698703B (zh) | 一种砷吸附剂的制备及处理废水的方法 | |
| CN107497394B (zh) | 一种Fe-Mg-La三元复合氟离子吸附剂及其制备方法 | |
| Postnova et al. | Synthesis of monolithic mesoporous silica with a regular structure (SBA-15) and macropores in neutral aqueous solution at room temperature | |
| CN105582895B (zh) | 一种用于污水处理的高吸附复合材料及其制备方法 | |
| CN103435325A (zh) | 一种钙基气凝胶材料的制备方法 | |
| CN104556067B (zh) | 一种多孔氧化硅及其合成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |