CN109233839B - 一种用于降解土壤中农药残留的铕、硒共掺杂四氧化三铁石墨相氮化碳材料的制备方法 - Google Patents

一种用于降解土壤中农药残留的铕、硒共掺杂四氧化三铁石墨相氮化碳材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于降解土壤中农药残留的铕、硒共掺杂四氧化三铁石墨相氮化碳材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将硫酸亚铁、氯化铁、硝酸铕溶于水中，加入含硒的水合肼，搅拌30min后，升温至90℃反应12h后，自然冷却至室温，过滤，沉淀用去离子水洗涤后干燥备用；(2)将步骤(1)得到的沉淀与三聚氰胺，用研钵研磨均匀后，放入马弗炉中，以10℃/min的升温速率升温至500℃，保温2小时后，自然冷却至室温，即得所述Eu3+、Se共掺杂Fe3O4/g‑C3N4材料。

Description

一种用于降解土壤中农药残留的铕、硒共掺杂四氧化三铁石 墨相氮化碳材料的制备方法
技术领域
本发明属于材料及环境修复领域，具体涉及一种用于降解土壤中农药残留的铕、硒共掺杂四氧化三铁石墨相氮化碳材料的制备方法。
背景技术
石墨相氮化碳(g-C3N4)类光催化剂，因其对可见光具有响应性，很好的弥补了传统二氧化钛催化剂的缺点，被广泛用于光催化领域复合材料的制备。本发明提供一种Eu3+、Se共掺杂Fe3O4/g-C3N4材料及其制备方法与在环境修复中的应用。
发明内容
本发明提供一种Eu3+、Se共掺杂Fe3O4/g-C3N4材料，其特征在于所述Eu3+、 Se共掺杂Fe3O4/g-C3N4材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将硫酸亚铁、氯化铁、硝酸铕溶于水中，加入含硒的水合肼，搅拌30 min后，升温至90℃反应12h后，自然冷却至室温，过滤，沉淀用去离子水洗涤后干燥备用；
(2)将步骤(1)得到的沉淀与三聚氰胺，用研钵研磨均匀后，放入马弗炉中，以10℃/min的升温速率升温至500℃，保温2小时后，自然冷却至室温，即得所述Eu3+、Se共掺杂Fe3O4/g-C3N4材料。
步骤(1)中所述硫酸亚铁、氯化铁、硝酸铕的摩尔比为5:10:1，每毫摩尔硫酸亚铁使用含硒水合肼3mL，含硒的水合肼为每毫升水合肼中含硒6mg；步骤(2)中三聚氰胺的用量为硫酸亚铁摩尔量的3.0倍。所述硫酸亚铁优选无水硫酸亚铁或七水合硫酸亚铁，所述硝酸铕优选六水合硝酸铕。
步骤(1)中溶解硫酸亚铁、氯化铁、硝酸铕时，水的用量以能充分溶解硫酸亚铁、氯化铁、硝酸铕为宜，优选每毫摩尔硫酸亚铁使用15mL水。
本发明的另一实施方案提供上述Eu3+、Se共掺杂Fe3O4/g-C3N4材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将硫酸亚铁、氯化铁、硝酸铕溶于水中，加入含硒的水合肼，搅拌30 min后，升温至90℃反应12h后，自然冷却至室温，过滤，沉淀用去离子水洗涤后干燥备用；
(2)将步骤(1)得到的沉淀与三聚氰胺，用研钵研磨均匀后，放入马弗炉中，以10℃/min的升温速率升温至500℃，保温2小时后，自然冷却至室温，即得所述Eu3+、Se共掺杂Fe3O4/g-C3N4材料。
步骤(1)中所述硫酸亚铁、氯化铁、硝酸铕的摩尔比为5:10:1，每毫摩尔硫酸亚铁使用含硒水合肼3mL，含硒的水合肼为每毫升水合肼中含硒6mg；步骤(2)中三聚氰胺的用量为硫酸亚铁摩尔量的3.0倍。所述硫酸亚铁优选无水硫酸亚铁或七水合硫酸亚铁，所述硝酸铕优选六水合硝酸铕。
步骤(1)中溶解硫酸亚铁、氯化铁、硝酸铕时，水的用量以能充分溶解硫酸亚铁、氯化铁、硝酸铕为宜，优选每毫摩尔硫酸亚铁使用15mL水。
本发明的另一实施方案提供上述Eu3+、Se共掺杂Fe3O4/g-C3N4材料作为环境修复剂的应用。
本发明的另一实施方案提供上述Eu3+、Se共掺杂Fe3O4/g-C3N4材料在清除土壤、水中重金属方面的应用。所述重金属优选铬、铅、镉。
本发明的另一实施方案提供上述Eu3+、Se共掺杂Fe3O4/g-C3N4材料在降解土壤农药残留中的应用，所述农药优选氨基甲酸酯类农药，进一步优选速灭威、西维因。
附图说明
图1产品A的SEM图；
图2产品C的SEM图；
图3产品A-E对水中六价铬的清除效果图。
具体实施方式
为了便于对本发明的进一步理解，下面提供的实施例对其做了更详细的说明。但是这些实施例仅供更好的理解发明而并非用来限定本发明的范围或实施原则，本发明的实施方式不限于以下内容。
实施例1
(1)取七水合硫酸亚铁(5mmol)、氯化铁(10mmol)、六水合硝酸铕(1mmol) 溶于水(75mL)中，加入含硒的水合肼(15mL，含硒90mg)，搅拌30min后，升温至90℃反应12h后，自然冷却至室温，过滤，沉淀用去离子水洗涤后干燥备用；
(2)将步骤(1)得到的沉淀与三聚氰胺(15mmol)，用研钵研磨均匀后，放入马弗炉中，以10℃/min的升温速率升温至500℃，保温2小时后，自然冷却至室温，即得所述Eu3+、Se共掺杂Fe3O4/g-C3N4材料(以下简称产品A)。
实施例2
(1)取七水合硫酸亚铁(5mmol)、氯化铁(10mmol)、六水合硝酸铕(1mmol) 溶于水(75mL)中，加入水合肼(15mL)，搅拌30min后，升温至90℃反应 12h后，自然冷却至室温，过滤，沉淀用去离子水洗涤后干燥备用；
(2)将步骤(1)得到的沉淀与三聚氰胺(15mmol)，用研钵研磨均匀后，放入马弗炉中，以10℃/min的升温速率升温至500℃，保温2小时后，自然冷却至室温，即得Eu3+掺杂Fe3O4/g-C3N4材料(以下简称产品B)。
实施例3
(1)取七水合硫酸亚铁(5mmol)、氯化铁(10mmol)溶于水(75mL)中，加入含硒的水合肼(15mL，含硒90mg)，搅拌30min后，升温至90℃反应12h 后，自然冷却至室温，过滤，沉淀用去离子水洗涤后干燥备用；
(2)将步骤(1)得到的沉淀与三聚氰胺(15mmol)，用研钵研磨均匀后，放入马弗炉中，以10℃/min的升温速率升温至500℃，保温2小时后，自然冷却至室温，即得Se掺杂Fe3O4/g-C3N4材料(以下简称产品C)。
实施例4
(1)取七水合硫酸亚铁(5mmol)、氯化铁(10mmol)溶于水(75mL)中，加入水合肼(15mL)，搅拌30min后，升温至90℃反应12h后，自然冷却至室温，过滤，沉淀用去离子水洗涤后干燥备用；
(2)将步骤(1)得到的沉淀与三聚氰胺(15mmol)，用研钵研磨均匀后，放入马弗炉中，以10℃/min的升温速率升温至500℃，保温2小时后，自然冷却至室温，即得Fe3O4/g-C3N4材料(以下简称产品D)。
实施例5
(1)取七水合硫酸亚铁(5mmol)、氯化铁(10mmol)、六水合硝酸铕(1mmol) 溶于水(75mL)中，加入含硒的水合肼(15mL，含硒10mg)，搅拌30min后，升温至90℃反应12h后，自然冷却至室温，过滤，沉淀用去离子水洗涤后干燥备用；
(2)将步骤(1)得到的沉淀与三聚氰胺(15mmol)，用研钵研磨均匀后，放入马弗炉中，以10℃/min的升温速率升温至500℃，保温2小时后，自然冷却至室温，即得Eu3+、Se共掺杂Fe3O4/g-C3N4材料(以下简称产品E)。
实施例6清除土壤中有效重金属实验
土壤样品：Pb 5.25mg/kg；Cd 1.10mg/kg。
实验方法：取6份1.0kg土壤样品，向5份样品中分别加入产品A-E(各20g)，混合均匀，保证质量含水量在40％-60％，另外1份作为空白对照，置于阳光房中，每天定时翻土一次，一周后，检测土壤部分有效态重金属的含量，结果见下表。
Figure BDA0001851779650000041
实施例7土壤农药残留降解实验
土壤样品选择：样品1：速灭威200mg/kg；样品2：西维因的含量均为200mg/kg。
实验方法：各取6份10kg样品1和2，向各5份样品中分别加入产品A-E(各50 g)，混合均匀，保证含水量在40％-50％，另外1份作为空白对照，1个月后，检测土壤中农药的含量，结果见下表。
测试产品 速灭威的含量(mg/kg) 西维因的含量(mg/kg)
产品A 15 13
产品B 128 125
产品C 107 112
产品D 139 131
产品E 76 62
空白 154 165
实施例8水中六价铬清除实验
各取100mL六价铬标准溶液(10mg/L)，分别加入20mg产品A、B、C、 D、E，搅拌反应120min，六价铬吸附清除效果见图3。

Claims (3)

1.一种Eu3+、Se共掺杂Fe3O4/g-C3N4材料在降解土壤农药残留中的应用，其特征在于所述Eu3+、Se共掺杂Fe3O4/g-C3N4材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将硫酸亚铁、氯化铁、硝酸铕溶于水中，加入含硒的水合肼，搅拌30min后，升温至90℃反应12h后，自然冷却至室温，过滤，沉淀用去离子水洗涤后干燥备用；
(2)将步骤(1)得到的沉淀与三聚氰胺，用研钵研磨均匀后，放入马弗炉中，以10℃/min的升温速率升温至500℃，保温2小时后，自然冷却至室温，即得所述Eu3+、Se共掺杂Fe3O4/g-C3N4材料；
步骤(1)中所述硫酸亚铁、氯化铁、硝酸铕的摩尔比为5:10:1，每毫摩尔硫酸亚铁使用含硒水合肼3mL，含硒的水合肼为每毫升水合肼中含硒6mg；
步骤(2)中三聚氰胺的用量为硫酸亚铁摩尔量的3.0倍。
2.权利要求1所述的应用，其特征在于所述农药选自氨基甲酸酯类农药。
3.权利要求1所述的应用，其特征在于所述农药选自速灭威、西维因。
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