CN110026169A - 一种聚合物基纳米碳酸镧材料、制备方法、应用及再生方法 - Google Patents
一种聚合物基纳米碳酸镧材料、制备方法、应用及再生方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种聚合物基纳米碳酸镧材料、制备方法、应用及再生方法，属于污水处理领域。一种聚合物基纳米碳酸镧材料，所述聚合物基纳米碳酸镧材料为球形颗粒，包括孔内均匀分布有纳米碳酸镧颗粒的大孔树脂球体；所述聚合物基纳米碳酸镧材料中镧元素质量分数为10.08～14.3％，结晶度为30～95％，所述聚合物基纳米碳酸镧材料对磷的吸附量随结晶度的提高而降低，再生性能随结晶度的提高而升高，对磷的吸附率为24.4～36.5mg/g。本发明的聚合物基纳米碳酸镧材料可以用于高效去除水中不同浓度的磷。
Description
技术领域
本发明属于污水处理领域，更具体地说，涉及一种聚合物基纳米碳酸镧材料、制备方法、应用及再生方法。
背景技术
磷是一种无法替代的生命元素，也是供不应求的自然资源。目前人类需要大量开采磷酸矿来维持粮食供应，但矿储量有限，已日趋紧张。然而开采的磷只有一小部分进入到了动植物体中，大部分都在转移过程中流失，一方面会导致严重的水体富营养化，使水质浑浊恶化，甚至爆发水华、赤潮等；另一方面会通过径流渗透造成地下水严重污染。这些问题都对环境、人体健康构成了极大的威胁。因此从水体中去除磷并回收不仅是解决水污染的关键，对磷资源的循环利用可持续发展也有重要意义。
目前从水体中除磷的主体思路是将磷转化为固体成分再去除，常见的方法有化学沉淀法、生物处理法、吸附法等。其中，吸附法具有成本低，操作简便，去除效率高等特点，是主流除磷手段之一。
Fe(III)、Zr(IV)、La(III)等水合金属氧化物对正磷酸盐有很强的配体吸附作用，并能形成内部球形复合物，从而实现对磷的吸附，已被证明具有高吸附量、高吸附速率、高选择性及抗细菌活性等特点(J Hazard Mater 2015,284,35；J Colloid InterfSci,2012,376,224；J Hazard Mater 2011,186(1),76)。近年来，为解决纳米材料因尺寸效应而易团聚失活、难以回收等不足，纳米复合材料发展迅速(Journal of Materials Science,2017,52(12),7294；Chemical Engineering Journal,2015,271,204)。南京大学研发了“前驱体导入-纳米网孔成核”技术将Fe(III)、La(III)等水合金属氧化物纳米颗粒负载于毫米级大孔交联聚苯乙烯树脂球孔内(ZL 200510095177.5；ZL 201010139529.3；ZL201210524428.7)，这些材料在磷污染水的实际处理中都取得了较好的效果。
镧作为一种丰富的稀土元素，环境友好，价格相对便宜，可提供大量的配位位点，并且在痕量水平也仍表现出对磷酸盐的特异吸附能力，可形成镧-磷酸盐络合物。磷酸镧在水溶液中的pKsp为26.15，在稀土磷酸盐络合物中最低，且La对于氧化还原条件也不敏感。目前已有部分技术可实现镧负载或改性材料的制备，如发表于《Hydrobiologia》2003年494卷的《Application of Phoslock(TM),an innovative phosphorus binding clay,to twoWestern Australian waterways:preliminary findings》中，澳大利亚CISRO开发了Phoslock，即一种镧改性膨润土，但难以回收或循环使用；发表于《EnvironmentalScience&Technology》2005年39卷的《Orthophosphate sorption onto lanthanum-treated lignocellulosic sorbents》中的镧改性的木质纤维素，发表于《Chemosphere》2007年69卷的《Removal of phosphate from water by a highly selective La(III)-chelex resin》中的载镧chelex-100树脂，载镧量虽高但利用率低，吸附容量小，同时长期暴露条件下镧溶出多。
南京大学毕业论文《基于纳米复合材料的污水深度除磷与磷回收的应用基础研究》公开了D201基纳米水合氧化镧材料及其制备方法和P吸附方面的用途，La-201的制备过程如下：首先，将20g LaCl3溶解于150mL含20％(v/v)乙醇的水溶液中，调节pH在3～7之间，以保证La主要以La3+和LaCl2 +形式存在；将20g D-201加入上述溶液中，在50℃下均匀搅拌12h，置于60℃条件下搅拌6h，使La溶液充分浓缩；之后将浸润浓缩的D-201滤出，逐步加入15％NaOH溶液中，并持续搅拌12h；最后，将上述含有D-201的溶液置于60℃水浴中热处理，确保负载的La完全转变为晶态的水合氧化镧(HLO)。至此，将得到的材料用去离子水漂洗，直到出水为中性，并用5％NaCl溶液转型，将剩余的OH-转化为Cl-；之后用去离子水合100mL乙醇进行漂洗，并在烘箱中与50℃烘干12h，即可得纳米复合材料La-201。但由于其再生困难，且再生能力仍有待提高，亟待发展性能类似但更经济、更易再生，使用成本更低的吸附材料。
研究者发现不同的基体材料对复合材料的磷酸盐吸附能力、La的使用效率以及负载La的稳定性有很大的影响。在La-P结合过程中材料孔隙内磷酸镧微晶的生长过程研究中发现，大孔的基体材料和La负载的交联结构将改善La对磷酸盐吸附能力，大孔结构通过缓解孔堵塞可有助于磷酸镧的结晶化，而不同晶型的镧系材料在磷的吸附和再生过程中具有显著的性能差异。然而常规手段下，合成氧化镧或碳酸镧需要在高温高压条件下进行，且稳定性差，材料合成成本较高(J.Mater.Chem.2012,22,9983；RSC Adv.2015,5,55191；J.Mater.Chem.2011,21,2489)。
现有技术CN103145170A公开了一种采用超临界二氧化碳与氧化镧反应制备碳酸镧的方法，将质量分数为50～99.999％、过10～200目筛的氧化镧稀土原料装入超临界二氧化碳萃取仪的萃取釜，反应过程中控制萃取釜的温度为32～100℃、压力为7.5～50MPa，所用二氧化碳质量分数99.5％以上并在反应过程中强制循环，反应1～24小时后，即在萃取釜中制得碳酸镧，该方法在较高温度和压力条件下于萃取釜中制备得到碳酸镧。综上，如何通过条件温和的反应制备高效吸附磷的材料成为污水处理领域仍需解决的技术问题。
发明内容
1.要解决的问题
针对现有技术中碳酸镧制备工艺条件苛刻，难以用于聚合物基纳米碳酸镧材料制备的问题，本发明提供一种聚合物基纳米碳酸镧材料及其制备方法与应用，使复合镧材料的再生能力得到提升。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种聚合物基纳米碳酸镧材料，所述聚合物基纳米碳酸镧材料为球形颗粒，包括孔内均匀分布有纳米碳酸镧颗粒的大孔树脂球体；所述聚合物基纳米碳酸镧材料中镧元素质量分数为10.08～14.3％，结晶度为30.00～95％，所述聚合物基纳米碳酸镧材料对磷的吸附量随结晶度的提高而降低，再生性能随结晶度的提高而升高。
优选地，所述聚合物基纳米碳酸镧材料对磷的吸附率为24.4～36.5mg/g。
优选地，所述聚合物基纳米碳酸镧材料的再生率为78～90％。
优选地，所述碳酸镧颗粒尺寸为10～50nm。
优选地，所述大孔树脂聚合物为氯甲基苯乙烯—二乙烯苯共聚球体或季胺基的大孔苯乙烯-二乙烯苯共聚球体。
一种聚合物基纳米碳酸镧材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将七水氯化镧溶于乙醇水溶液中，加入大孔树脂聚合物，搅拌得到产物a；
2)将产物a浓缩至固液比为500～1500g/L，后得到产物b；
3)向产物b中通入压缩CO2搅拌，得到产物c；
4)将产物c在常温下用NaHCO3溶液固化，得到产物d；
5)将产物d加入NaCl溶液中，于室温下搅拌，过滤后得到产物e；
6)向产物e中加入乙醇水溶液搅拌，除去多余液体后烘干，即可得到聚合物基纳米碳酸镧材料。
步骤2)中浓缩至固液比为500～1500g/L时，在聚合物孔内外形成浓度差，使原本相互排斥的镧离子更易于进入孔中。
优选地，步骤3)所述通入压缩CO2流速为20～100mL/min，通气时产物b溶液的温度为30～60℃。在通入压缩CO2的条件在限域空间内能够生成碳酸钠晶体，在产物b溶液的温度为30～60℃，流速为20～100mL/min条件下，生成的碳酸镧晶体的吸附能力及再生能力均处于较高的水平；而在温度过低或过高的情况下，得到的聚合物基纳米碳酸镧晶体吸附量和再生能力不能实现良好的平衡，而导致其综合性能不够优异。
优选地，步骤4)中所述NaHCO3溶液质量浓度为3～15％。需要特别说明的是，本发明中采用NaHCO3溶液对通入压缩CO2产生的聚合物基纳米碳酸镧进行固化，有助于生成的碳酸镧均匀固定在孔内表面，能够有效提高碳酸镧的负载率；当碳酸氢钠浓度过高时，会对大孔树脂造成损伤，而其浓度过低时，会导致部分碳酸镧分布不均匀，处于大孔树脂外部。
优选地，步骤2)所述浓缩时的温度为50～60℃。
优选地，步骤1)中所述乙醇水溶液中氯化镧的浓度为5～15％。
优选地，步骤1)中七水氯化镧与氯甲基苯乙烯—二乙烯苯共聚球体或季胺基的大孔苯乙烯-二乙烯苯共聚球体的质量比为1:(1～2)。
优选地，步骤1)中的乙醇水溶液的乙醇与水体积比为1:2，七水氯化镧与乙醇水溶液的固液比为33.3～66.7g/L，氯甲基苯乙烯—二乙烯苯共聚球体或季胺基的大孔苯乙烯-二乙烯苯共聚球体与乙醇水溶液的固液比为66.7g/L。
优选地，步骤5)中NaCl溶液的质量浓度为5％，产物d与NaCl溶液的固液比为25～40g/L，加入NaCl溶液后于室温下搅拌12～36h。
优选地，步骤6)中的乙醇水溶液体积分数为20％。
优选地，步骤6)中烘干温度为30～60℃。
本发明还提供一种上述聚合物基纳米碳酸镧材料的应用，用于高效去除水中不同浓度的磷。
本发明还提供一种聚合物基纳米碳酸镧材料吸附磷后的再生方法，包括以下步骤：
i)采用蒸馏水冲洗聚合物基纳米碳酸镧材料吸附柱中3h，蒸馏水流速为1BV/h；
ii)将压缩CO2在1.5～2.5psi压力下于常温通入吸附柱；
iii)采用1M碳酸氢钠溶液以1BV/h流速润洗固化4h吸附柱；再用5％NaCl溶液润洗3h，之后用50BV蒸馏水清洗，聚合物基纳米碳酸镧材料即可再次循环利用。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明在大孔树脂球体中引入纳米碳酸镧，解决了纳米材料易团聚失活、难以回收以及基体材料孔堵塞等问题；本发明以“原位沉积-水热法”技术为基础，成功制备了载镧量为10.08～14.3％，结晶度为30～95％的聚合物基纳米碳酸镧材料，且该聚合物基纳米碳酸镧材料表现出对磷的吸附量随结晶度的提高而降低，再生性能随结晶度的提高而升高；
(2)本发明在聚合物孔内制备碳酸镧晶体形成复合材料，使之用于P的吸附，而通常情况下，镧以正离子形式存在，而孔表面也带有正电，由于电荷相斥导致镧难以进入，但热浓缩情况下由于浓度差的存在，使氯化镧进入孔道并在限域空间内进行反应；本发明在步骤2)中采用将产物a浓缩至浓度为500～1500g/L的技术方案，不同于现有技术中的浓缩，这是由于在该浓度下形成的浓度差更有利于镧离子进入到网状孔道里，也更有利于后续纳米颗粒的原位成核，经过本发明中的改进后，采用相同的大孔树脂材料的情况下，有效提高了镧的负载量和分散度，且避免了浓缩时间控制的不确定性；
(3)本发明中采用通入压缩CO2的条件在限域空间内生成碳酸钠晶体，而现有技术中，常温条件下向镧离子溶液中通入CO2无法生成碳酸镧，仅能在采用高温密闭等手段才能够合成碳酸镧，本发明方法创造性地利用大孔树脂的孔空间，有效降低了碳酸镧生成的条件要求；
(4)本发明中使用的大孔球体的孔径尺寸、氯化镧浓度、溶剂的选择，以及大孔球体与氯化镧的浓度比例都会严重影响限域空间内的反应能否发生；实验表明，在上述实验步骤所规定的条件内进行材料合成，更有利于碳酸镧纳米晶体的生成和稳定化；
(5)本发明中的一种聚合物基纳米碳酸镧材料的制备方法，步骤6)中通过控制烘干温度在30～60℃，得到具有不同结晶度的聚合物基纳米碳酸镧材料，以满足对吸附能力的不同要求；
(6)现有技术中吸附磷采用的传统化学沉淀法由于大量投加沉淀剂或絮凝剂，易导致运行成本高、产生大量污泥，投加药剂会引入如氮等其他元素，以及过量投加易引起次生水污染问题；本发明采用聚合物基纳米碳酸镧材料吸附磷，通过树脂表面静电作用的预富集及孔道内的吸附、沉淀，不会引入新的污染物，且运行简便、易于回收处理；一方面由于La可提供大量的配位位点，并且在痕量水平也对磷酸盐具有较好的特异吸附能力，可形成镧-磷酸盐络合物；另一方面大孔树脂作为基体材料，可有效缓解孔堵塞，进而有助于磷酸镧的结晶化，同时大孔的基体材料和La负载的交联结构也对La吸附磷酸盐的能力有明显改善，聚合物基纳米碳酸镧材料主要通过生成磷酸镧沉淀或镧-磷酸盐络合物以去除磷，由于La的上述特性和基体材料的协同效应，可实现对磷的高效去除；
(7)实验表明，相比于高结晶度的聚合物基纳米碳酸镧材料，具有低结晶度的聚合物基纳米碳酸镧材料的吸附性能更好，如实施例2～4中，当结晶度由30％上升至60％时，其吸附量由36.5mg/g降低至29.2mg/g；同时，碳酸镧作为复合材料中直接与磷作用的关键，其与现有技术中公开的聚合物基纳米水合氧化镧与磷的作用还存在着吸附机理上的区别，主要体现在碳酸镧主要用过配位作用吸附磷酸盐，且配位键长和纳米水合氧化镧不同，导致其在吸附磷酸盐或部分有机膦时产生的吸附作用力与水和氧化镧有所区别，使得碳酸镧材料吸附去除磷和再生的效果不同；
(8)本发明的聚合物基纳米碳酸镧材料再生性能好，且随着结晶度提高，其再生性能逐渐提高，在常温条件下利用CO2，碳酸氢钠和氯化钠再生1次，吸附量可以达到原材料的78～90％。
附图说明
图1为本发明的聚合物基纳米碳酸镧材料的结构与除磷机理示意图；
图2为本发明实施例1制得的聚合物基纳米碳酸镧材料的X射线衍射图；
图3为本发明实施例1制得的聚合物基纳米碳酸镧材料中的La元素分布线扫图；
图4为本发明实施例1制得的聚合物基纳米碳酸镧材料的TEM图；
图5为本发明实施例1中聚合物基纳米碳酸镧材料去除真实污水中磷的效果；
图6为本发明实施例1～6不同结晶度的碳酸镧材料磷吸附量图；
图7为本发明实施例1～6不同结晶度的碳酸镧材料磷吸附后再生比较图。
具体实施方式
本发明中聚合物基纳米碳酸镧材料的结构与除磷机理如图1所示，下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
实施例1
一种聚合物基纳米碳酸镧材料的制备方法和应用，其实施步骤为：
1)将5g七水氯化镧溶于50mL乙醇和100mL超纯水的混合液中，加入10g氯甲基苯乙烯—二乙烯苯共聚球体，于50℃下搅拌12h；
2)将步骤1)中所得产物置于60℃浓缩至固液比为1000g/L，得到产物b；
3)在60℃下向步骤2)所得产物b中通入压缩CO2，CO2通入流速为50mL/min，室温搅拌12h后再在60℃搅拌8h，得到产物c；
4)将产物c在常温下用10％NaHCO3溶液以1BV/h流速润洗固化2h，得到产物d；
5)将产物d加入至400mL 5％NaCl溶液中，于室温下搅拌直至NaCl溶液上清液的pH在6.5～7.5范围内，得到产物e；
6)将产物e加入至200mL 20％乙醇水中搅拌0.5h，除去多余液体后于50℃烘干，即可得到新型聚合物基纳米碳酸镧材料。
本实施例所得复合材料为球形颗粒，直径为0.8mm。将复合材料酸化消解后用电感耦合等离子发射光谱仪测得载镧量为13.40％；将复合材料研磨成粉后用X射线衍射仪检测获得XRD图谱如图2所示，其形成了碳酸镧结晶体，通过Jade计算得到结晶度为76％；通过扫描电镜(SEM)-电子能谱分析(EDS)技术线扫复合材料剖面的La、O、Cl元素分布如图3所示，表明该纳米复合材料的La元素主要分布在外部区域；如图4所示，TEM表明，制备的纳米碳酸镧的颗粒尺寸为10～50nm。
本实施例中进一步对复合材料对P的吸附性能进行了实验，吸附原理如图1所示，复合材料吸附磷所采用的磷溶液为磷酸二氢钾制备的磷储备液。将本实施例中制得的聚合物基纳米碳酸镧材料与30mg/L磷溶液在pH＝7的条件下混合振荡，复合材料与磷溶液的固液比为0.5g/L，待平衡后测定溶液中残留的P浓度，测得P吸附量为29.1mg/g。
本实施例的结果如图5所示，结果显示该纳米复合材料对真实含磷污水处理效果显著，工作容量可达4500床体积以上，相比同等条件下的铁系纳米复合材料HFO-201(HFO-201为现有的商业化材料)效果有显著增加。
本实施例中进一步对聚合物基纳米碳酸镧材料对P的再生性能进行了实验，包括以下步骤：
i)将压缩CO2在1.5～2.5psi压力下于常温通入加入蒸馏水的聚合物基纳米碳酸镧材料吸附柱中，蒸馏水流速为1BV/h；
ii)采用1M碳酸氢钠溶液以1BV/h流速润洗固化4h；
iii)再用5％NaCl溶液润洗3h，之后用50BV蒸馏水清洗，再生后的聚合物基纳米碳酸镧材料吸附量可以达到原复合材料的85％。
实施例2
本实施例为一种聚合物基纳米碳酸镧材料的制备方法和应用，基本同实施例1，只是对一些参数进行了调整，仍能达到相同的效果。具体如下：
步骤2)中浓缩至固液比为500g/L；
步骤3)中在50℃下产物b中通入CO2，流速为20mL/min，室温搅拌12h后再在50℃搅拌8h；
步骤4)中用3％NaHCO3溶液以1BV/h流速润洗固化2h；
步骤6)所得产物加入至200mL 20％乙醇水中搅拌0.5h，除去多余液体后于30℃烘干。
经本实施例方法所得的聚合物基纳米碳酸镧材料载镧量为10.08％；结晶度为30％；纳米碳酸镧的颗粒尺寸为10～50nm。按实施例1中方法进行P吸附实验测得P吸附量可达36.5mg/g。采用实施例1中再生方法，在常温条件下利用CO2，碳酸氢钠和氯化钠再生1次，吸附量可以达到原复合材料的78％。
实施例3
本实施例为一种新型聚合物基纳米碳酸镧材料的制备方法和应用，基本同实施例1，只是对一些参数进行了调整，仍能达到相同的效果。具体如下：
步骤2)中先在50℃下浓缩，再升温至60℃，浓缩至固液比为700g/L；
步骤3)中在30℃下产物b中通入CO2，流速为60mL/min，室温搅拌12h后再在60℃搅拌8h；
步骤4)中用5％NaHCO3溶液以1BV/h流速润洗固化2h；
步骤6)所得产物加入至200mL 20％乙醇水中搅拌0.5h，除去多余液体后于40℃烘干
经本实施例方法所得的聚合物基纳米碳酸镧材料载镧量为11.8％；结晶度为48％；纳米碳酸镧的颗粒尺寸为10～50nm。按实施例1中方法进行P吸附实验测得P吸附量可达33.1mg/g。采用实施例1中再生方法，在常温条件下利用CO2，碳酸氢钠和氯化钠再生1次，吸附量可以达到原复合材料的79％。
实施例4
本实施例为一种新型聚合物基纳米碳酸镧材料的制备方法和应用，基本同实施例1，只是对一些参数进行了调整，仍能达到相同的效果。具体如下：
步骤2)中浓缩温度为58℃，浓缩至固液比为800g/L；
步骤3)中在30℃下产物b中通入CO2，流速为100mL/min，室温搅拌12h后再在60℃搅拌8h；
步骤4)中用7％NaHCO3溶液以1BV/h流速润洗固化2h；
步骤6)所得产物加入至200mL 20％乙醇水中搅拌0.5h，除去多余液体后于40℃烘干。
经本实施例方法所得的聚合物基纳米碳酸镧材料载镧量为11.9％；结晶度为60％；纳米碳酸镧的颗粒尺寸为10～50nm。按实施例1中方法进行P吸附实验测得P吸附量可达29.2mg/g。采用实施例1中再生方法，在常温条件下利用CO2，碳酸氢钠和氯化钠再生1次，吸附量可以达到原复合材料的82％。
实施例5
本实施例为一种新型聚合物基纳米碳酸镧材料的制备方法和应用，基本同实施例1，只是对一些参数进行了调整，仍能达到相同的效果。具体如下：
步骤2)中浓缩至固液比为1200g/L；
步骤3)中在30℃下产物b中通入CO2，流速为60mL/min，室温搅拌12h后再在60℃搅拌8h；
步骤4)中用10％NaHCO3溶液以1BV/h流速润洗固化2h。
经本实施例方法所得的聚合物基纳米碳酸镧材料载镧量为13.08％；结晶度为88％；纳米碳酸镧的颗粒尺寸为10～50nm。按实施例1中方法进行P吸附实验测得P吸附量可达28.2mg/g。采用实施例1中再生方法，在常温条件下利用CO2，碳酸氢钠和氯化钠再生1次，吸附量可以达到原复合材料的89％。
实施例6
本实施例为一种新型聚合物基纳米碳酸镧材料的制备方法和应用，基本同实施例1，只是对一些参数进行了调整，仍能达到相同的效果。具体如下：
步骤2)中浓缩至固液比为1500g/L；
步骤3)中在30℃下产物b中通入CO2，流速为60mL/min，室温搅拌12h后再在50℃搅拌8h；
步骤4)中用15％NaHCO3溶液以1BV/h流速润洗固化2h；
步骤6)所得产物加入至200mL 20％乙醇水中搅拌0.5h，除去多余液体后于60℃烘干。
经本实施例方法所得的聚合物基纳米碳酸镧材料载镧量为14.3％；结晶度为95％；纳米碳酸镧的颗粒尺寸为10～50nm。按实施例1中方法进行P吸附实验测得P吸附量可达24.4mg/g。采用实施例1中再生方法，在常温条件下利用CO2，碳酸氢钠和氯化钠再生1次，吸附量可以达到原复合材料的90％。
实施例1～6中制备的氯甲基苯乙烯—二乙烯苯共聚球体基纳米碳酸镧材料，采用实施例1中的吸附和再生方法，其在相同条件下对磷的吸附能力及材料的再生率随结晶度的变化如图6、图7所示，结晶度由30％提高到95％，氯甲基苯乙烯—二乙烯苯共聚球体基纳米碳酸镧材料对磷的吸附率由36.5mg/g降低到24.4mg/g，而经相同条件再生处理后再生率由78％提高到90％。
Claims (10)
1.一种聚合物基纳米碳酸镧材料，其特征在于，所述聚合物基纳米碳酸镧材料为球形颗粒，包括孔内均匀分布有纳米碳酸镧颗粒的大孔树脂球体；所述聚合物基纳米碳酸镧材料中镧元素质量分数为10.08～14.3％，结晶度为30～95％。
2.根据权利要求1所述的聚合物基纳米碳酸镧材料，其特征在于，所述聚合物基纳米碳酸镧材料对磷的吸附率为24.4～36.5mg/g。
3.根据权利要求1所述的聚合物基纳米碳酸镧材料，其特征在于，所述聚合物基纳米碳酸镧材料的再生率为78～90％。
4.一种聚合物基纳米碳酸镧材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将七水氯化镧溶于乙醇水溶液中，加入大孔树脂聚合物，搅拌得到产物a；
2)将产物a浓缩至固液比为500～1500g/L，后得到产物b；
3)向产物b中通入压缩CO2搅拌，得到产物c；
4)将产物c在常温下用NaHCO3溶液固化，得到产物d；
5)将产物d加入NaCl溶液中，于室温下搅拌，过滤后得到产物e；
6)向产物e中加入乙醇水溶液搅拌，除去多余液体后烘干，即可得到聚合物基纳米碳酸镧材料。
5.根据权利要求4所述的聚合物基纳米碳酸镧材料的制备方法，其特征在于，步骤3)所述通入压缩CO2流速为20～100mL/min，通气时产物b溶液的温度为30～60℃。
6.根据权利要求4所述的聚合物基纳米碳酸镧材料的制备方法，其特征在于，步骤4)中所述NaHCO3溶液质量浓度为3～15％。
7.根据权利要求4所述的聚合物基纳米碳酸镧材料的制备方法，其特征在于，步骤2)所述浓缩时的温度为50～60℃。
8.根据权利要求4所述的聚合物基纳米碳酸镧材料的制备方法，其特征在于，步骤6)中烘干温度为30～60℃。
9.一种如权利要求1～3中任意一项所述的聚合物基纳米碳酸镧材料的应用，其特征在于，应用于去除水中不同浓度的磷。
10.一种如权利要求1～3中任意一项所述的聚合物基纳米碳酸镧材料吸附磷后的再生方法，其特征在于，包括以下步骤：
i)采用蒸馏水冲洗聚合物基纳米碳酸镧材料吸附柱中3h，蒸馏水流速为1BV/h；
ii)将压缩CO2在1.5～2.5psi压力下于常温通入吸附柱；
iii)采用1M碳酸氢钠溶液以1BV/h流速润洗固化4h吸附柱；再用5％NaCl溶液润洗3h，之后用50BV蒸馏水清洗，聚合物基纳米碳酸镧材料即可再次循环利用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910290313.8A CN110026169B (zh) | 2019-04-11 | 2019-04-11 | 一种聚合物基纳米碳酸镧材料、制备方法、应用及再生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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