CN110801804A - 一种微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料及其制备方法，属于吸附材料技术领域。本发明提供的微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料的制备方法，包括如下步骤：将金属盐和氢氧根缓释剂溶解于粘性溶剂中，得到原料混合液；所述氢氧根缓释剂为在液相反应过程中可释放氢氧根离子和碳酸根离子的化合物；将所述原料混合液进行液相反应，得到纳米吸附材料前驱体；将所述纳米吸附材料前驱体经退火处理，得到微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料。本发明所提供的制备方法在整个反应过程中无需表面活性剂，消除了表面活性剂对吸附材料的不利影响，且产物具有分散性好和尺寸均一的优势，具有优异的吸附性质，可用于水中污染物的高效去除。

Description

一种微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及吸附材料领域，尤其涉及一种微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料及其制备方法。
背景技术
水是人类生存不可或缺的资源，因此水中污染物的去除是国内外共同关注的重要问题。传统的水处理方法包括生物化学法、化学氧化法、沉淀-絮凝作用法、反渗透法、蒸馏作用法和吸附法等。其中，吸附法是其中最行之有效的方法之一，也是最佳的选择之一。因此，发展具有高吸附容量的吸附剂材料去除水中重金属离子和有机污染物是一项非常有意义的工作。
金属氧化物是一种常用的吸附剂，其有着溶解度小、材料易于获取、吸附速率快等优点。但传统金属氧化物吸附材料存在着吸附容量小、分散性差、易饱和等缺点，这严重限制了其在实际中的应用。污染物的吸附往往发生在吸附材料的表面，因此增加吸附材料的比表面积可以大幅增加其吸附性能。纳米金属氧化物拥有粒径小、比表面积大等优点，这可为吸附提供更多的活性位点，然而由于纳米材料表面能大，纳米金属氧化物颗粒往往易团聚，从而失去纳米尺度所带来的优异性质，影响到实际的吸附处理效果。为此，很多研究人员尝试将纳米金属氧化物材料组装起来，形成微纳分级结构，以减少其团聚行为，从而在应用中凸显纳米材料的优异性质。微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料的合成方面已经有了很多报道，其中最常用的方法是水热法，这种方法需要高温高压的反应条件，并且，为了获得具有微纳分级结构的吸附材料往往需要添加CTAB等表面活性剂。高温高压反应有一定的安全隐患，并且表面活性剂很难从样品表面完全清洗干净，这很容易影响样品的吸附性能。从外。还可以通过低温液相法制备微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料，然而该方法也需要添加表面活性剂，所得吸附材料的吸附性能也受到残留表面活性剂的不利影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料及其制备方法，本发明提供的制备方法不需要加入表面活性剂即可得到微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料，有效提高了微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料的吸附性能。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料的制备方法，包括如下步骤：
将金属盐和氢氧根缓释剂溶解于粘性溶剂中，得到原料混合液；所述氢氧根缓释剂为在液相反应过程中可释放氢氧根离子和碳酸根离子的化合物；
将所述原料混合液进行液相反应，得到纳米吸附材料前驱体；
将所述纳米吸附材料前驱体经退火处理，得到微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料。
优选地，所述粘性溶剂的粘度为1.5～600mPa·s。
优选地，所述粘性溶剂为水和水溶性有机溶剂的混合液，所述水溶性有机溶剂包括甘油、乙二醇、乙醇、丙酮、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺和硅油中的至少一种。
优选地，所述原料混合液中金属盐的浓度为0.01～2.00mol/L；所述金属盐与氢氧根缓释剂的摩尔比为1:1～13。
优选地，所述氢氧根缓释剂包括尿素和/或六次甲基亚胺。
优选地，所述液相反应的温度为70～200℃，时间为2～24h。
优选地，所述退火处理的温度为250～500℃，时间为1～6h。
优选地，所述液相反应完成后，还包括将液相反应所得反应液进行固液分离，将所得固体依次经水洗和低温干燥，得到纳米吸附材料前驱体；所述低温干燥的温度≤60℃。
本发明还提供了一种微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料，由上述技术方案所述的制备方法制备得到，所述微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料由多孔纳米片聚集组装而成，为花状、类球状或球状结构，所述微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料的粒径为微米级。
优选地，所述微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料的平均粒径为1～200μm；所述多孔纳米片的平均长度为0.1～10μm，平均厚度为5～22nm，所述多孔纳米片上的孔结构的平均孔径为2～200nm。
本发明提供了一种微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料的制备方法，包括如下步骤：将金属盐和氢氧根缓释剂溶解于粘性溶剂中，得到原料混合液；所述氢氧根缓释剂为在液相反应过程中可释放氢氧根离子和碳酸根离子的化合物；将所述原料混合液进行液相反应，得到纳米吸附材料前驱体；将所述纳米吸附材料前驱体经退火处理，得到微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料。本发明在粘性溶剂中进行液相反应，通过减缓金属离子的扩散速率，改变金属氧化物前驱体晶体的成核方式及生长过程，先形成由金属氧化物前驱体纳米片组成的微纳分级结构，然后退火使得金属氧化物前驱体分解，在转变成金属氧化物的同时释放出二氧化碳和水，从而在金属氧化物纳米片上形成多孔结构，并最终形成由金属氧化物多孔纳米片组成的多孔微纳分级结构，整个反应过程无需表面活性剂，消除了表面活性剂对吸附材料的不利影响，且所制备的多孔微纳分级结构金属氧化物吸附材料具有分散性好和尺寸均一的优势，具有优异的吸附性质，可用于水中污染物(尤其是重金属离子)的高效去除。此外，本发明所提供的制备方法简单，易于调控，适合工业化生产。
附图说明
图1为在不同粘度的粘性溶剂中所得微纳分级结构氧化镁纳米吸附材料的SEM图；
图2为实施例1所得微纳分级结构氧化镁纳米吸附材料不同放大倍数的SEM图；
图3为实施例1所得微纳分级结构氧化镁纳米吸附材料的TEM图和电子衍射图；
图4为实施例2所得微纳分级结构氧化镁纳米吸附材料对镉离子的等温吸附图及Langmuir模型拟合图和Freundlich模型拟合图；
图5为实施例4所得微纳分级结构氧化锌纳米吸附材料的SEM图；
图6为实施例1制备得到的微纳分级结构氧化镁纳米吸附材料与市售氧化镁对镉离子的吸附容量对比图。
具体实施方式
本发明提供了一种微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料的制备方法，包括如下步骤：
将金属盐和氢氧根缓释剂溶解于粘性溶剂中，得到原料混合液；所述氢氧根缓释剂为在液相反应过程中可释放氢氧根离子和碳酸根离子的化合物；
将所述原料混合液进行液相反应，得到纳米吸附材料前驱体；
将所述纳米吸附材料前驱体经退火处理，得到微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料。
本发明将金属盐和氢氧根缓释剂溶解于粘性溶剂中，得到原料混合液。
在本发明中，所述粘性溶剂的粘度优选为1.5～600mPa·s，更优选为1.5～127mPa·s，进一步优选为27.7～127mPa·s，最优选为27.7～50mPa·s；所述粘度为25℃下测得的粘度；所述粘性溶剂为水和水溶性有机溶剂的混合液，所述水溶性有机溶剂包括甘油、乙二醇、乙醇、丙酮、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺和硅油中的至少一种；本发明对所述水和有机溶剂的比例没有特殊限定，能够得到所需粘度的粘性溶剂，且能够溶解金属盐和氢氧根缓释释剂即可。在本发明中，通过调节粘性溶剂的粘度，可调控反应体系中金属离子以及氢氧根离子和碳酸根离子的扩散速率，从而实现生长过程的调控以及金属氧化物多孔微纳分级结构的可控组装合成。
在本发明中，所述原料混合液中金属盐的浓度优选为0.01～2.00mol/L，更优选为0.1～2.0mol/L；所述金属盐与氢氧根缓释剂的摩尔比优选为1:1～13，更优选为1:1～12.5。
本发明对所述金属盐的种类没有特殊限定，任意金属盐均可，在本发明实施例中，所述金属盐优选为镁盐、锌盐、铁盐、镍盐和铜盐中的至少一种；所述金属盐的类型优选为盐酸盐、硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐和醋酸盐中的至少一种；所述金属盐具体优选为硫酸镁、氯化镁、硫酸锌、醋酸锌、氯化铁、硫酸铁、硫酸镍、氯化镍、氯化铜或硫酸铜。
在本发明中，所述氢氧根缓释剂为在液相反应过程中可释放氢氧根离子和碳酸根离子的化合物；所述氢氧根缓释剂优选包括尿素和/或六次甲基亚胺。
本发明对所述溶解的方式没有特殊限定，能够得到透明溶液即可。在本发明实施例中，优选采用室温搅拌的方式溶解，所述搅拌的时间优选为10～300min。
得到原料混合液后，本发明将所述原料混合液进行液相反应，得到纳米吸附材料前驱体。在本发明中，所述液相反应过程中氢氧根缓释剂受热分解产生氢氧根离子与碳酸根离子，溶液中金属阳离子与其反应生成碱式碳酸盐沉淀析出，此即为纳米吸附材料前驱体。
在本发明中，所述液相反应的温度优选为70～200℃，更优选为100～180℃，最优选优选为100～150℃；时间优选为2～24h，更优选为2～12h，最优选为10～12h；所述反应的时间优选从所述原料混合液放入液相反应的条件下时计起；所述液相反应优选在密闭条件进行。
液相反应完成后，本发明优选将液相反应所得反应液进行固液分离，将所得固体依次经水洗和低温干燥，得到纳米吸附材料前驱体。
本发明对所述水洗的方式没有特殊限定，能够将溶剂去除干净即可。
在本发明中，所述低温干燥的温度优选≤60℃，更优选为50～60℃。本发明对所述干燥的时间没有特殊限定，能够得到恒重的产物即可。
得到纳米吸附材料前驱体后，本发明将所述吸附材料前驱体经退火处理，得到微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料。在本发明中，所述退火处理过程中金属氧化物前驱体(碱式碳酸盐)受热分解生成水和二氧化碳，其均以气体的形态从固体表面溢出，从而在金属氧化物纳米片表面上形成纳米孔结构。
在本发明中，所述退火处理的温度优选为250～500℃，时间优选为1～6h；本发明对所述退火的氛围没有特殊限定，常规的退火条件即可，如空气氛围。在本发明中，上述退火处理的条件有利于使金属氧化物前驱体充分分解形成金属氧化物，当温度过低时，金属氧化物前驱体分解不完全，不能产生或产生的孔结构过少，温度过高时，则孔结构会塌陷，影响最终所得材料的吸附效果。
本发明还提供了一种微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料，由上述技术方案所述的制备方法制备得到，所述微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料由多孔纳米片聚集组装而成，为花状、类球状或球状结构；所述微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料的粒径为微米级。
在本发明中，所述微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料的平均粒径优选为1～200μm，更优选为10～200μm，最优选为10～50μm；所述多孔纳米片的平均长度优选为0.1～10μm，更优选为1～10μm，最优选为1～2μm；所述多孔纳米片的平均厚度优选为5～22nm，更优选为5～10nm；所述多孔纳米片的平均孔径优选为2～200nm，更优选为30～200nm，最优选为30～50nm。
本发明所提供的微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料对水中的污染物，尤其是重金属离子(如镉离子和铅离子)具有优异的吸附性能。
下面结合实施例对本发明提供的一种微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料及其制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将硫酸镁、尿素与粘度为27.7mPa·s的甘油水溶液混合，搅拌15min后溶解，得到透明溶液，即原料混合液，其中硫酸镁的浓度为0.1mol/L，尿素的浓度为1.25mol/L；将所述原料混合液转移至一个密封的锥形瓶中，置于100℃的烘箱中，保温12h，然后将所得反应液进行固液分离，将所得固体使用清水反复清洗多次，然后在60℃的烘箱中干燥，得到氧化镁纳米吸附材料前驱体；将所述氧化镁纳米吸附材料前驱体置于500℃的马弗炉中退火4h，即可得到平均粒径为5μm的球状结构的微纳分级结构氧化镁纳米吸附材料，其由平均长为1μm、厚度为10nm、纳米孔孔径为50nm的氧化镁多孔纳米片组装而成。
实施例2
将氯化镁、尿素与粘度为50mPa·s的甘油水溶液混合，搅拌30min后溶解，得到透明溶液，即原料混合液，其中氯化镁和尿素的浓度均为0.5mol/L；将所述原料混合液转移至一个锥形瓶中，置于150℃的烘箱中，保温10h，然后将所得反应液进行固液分离，将所得固体使用清水反复清洗多次，然后在60℃的烘箱中干燥，得到氧化镁纳米吸附材料前驱体；将所述氧化镁纳米吸附材料前驱体置于500℃的马弗炉中退火3h，即可得到平均粒径为5μm的球状结构的微纳分级结构氧化镁纳米吸附材料，其由平均长为2μm、厚度为5nm、纳米孔孔径为30nm的氧化镁多孔纳米片组装而成。
实施例3
将硫酸锌、六次甲基亚胺与粘度为2.5mPa·s的乙醇水溶液混合，搅拌10min后溶解，得到透明溶液，即原料混合液，其中硫酸锌和六次甲基亚胺的浓度均为0.8mol/L；将所述原料混合液转移至一个锥形瓶中，置于180℃的烘箱中，保温10h，然后将所得反应液进行固液分离，将所得固体使用清水反复清洗多次，然后在50℃的烘箱中干燥，得到氧化锌纳米吸附材料前驱体；将所述氧化锌纳米吸附材料前驱体置于300℃的马弗炉中退火2h，即可得到平均粒径为200μm的花状结构的微纳分级结构氧化锌纳米吸附材料，其由平均长为10μm、厚度为22nm、纳米孔孔径为200nm的氧化锌多孔纳米片组装而成。
实施例4
将醋酸锌、尿素与粘度为127mPa·s的丙酮水溶液混合，搅拌30min后溶解，得到透明溶液，即原料混合液，其中醋酸锌和尿素的浓度均为1mol/L；将所述原料混合液转移至一个锥形瓶中，置于150℃的烘箱中，保温2h，然后将所得反应液进行固液分离，将所得固体使用清水反复清洗多次，然后在60℃的烘箱中干燥，得到氧化锌纳米吸附材料前驱体；将所述氧化锌纳米吸附材料前驱体置于400℃的马弗炉中退火5h，即可得到平均粒径为50μm的花状结构的微纳分级结构氧化锌纳米吸附材料，其由平均长为1μm、厚度为10nm、纳米孔孔径为70nm的氧化锌多孔纳米片组装而成。
实施例5
将氯化铁、尿素与粘度为15mPa·s的二甲基亚砜水溶液混合，搅拌20min后溶解，得到透明溶液，即原料混合液，其中氯化铁和尿素的浓度均为0.8mol/L；将所述原料混合液转移至一个锥形瓶中，置于130℃的烘箱中，保温8h，然后将所得反应液进行固液分离，将所得固体使用清水反复清洗多次，然后在60℃的烘箱中干燥，得到氧化铁纳米吸附材料前驱体；将所述氧化铁纳米吸附材料前驱体置于350℃的马弗炉中退火5h，即可得到平均粒径为70μm的球状结构的微纳分级结构氧化铁纳米吸附材料，其由平均长为500nm、厚度为16nm、纳米孔孔径为60nm的氧化铁多孔纳米片组装而成。
实施例6
将硫酸铁、六次甲基亚胺与粘度为30mPa·s的N,N-二甲基甲酰胺水溶液混合，搅拌40min后溶解，得到透明溶液，即原料混合液，其中硫酸铁和尿素的浓度均为1.2mol/L；将所述原料混合液转移至一个锥形瓶中，置于100℃的烘箱中，保温10h，然后将所得反应液进行固液分离，将所得固体使用清水反复清洗多次，然后在55℃的烘箱中干燥，得到氧化铁纳米吸附材料前驱体；将所述氧化铁纳米吸附材料前驱体置于300℃的马弗炉中退火6h，即可得到平均粒径为80μm的球状结构的微纳分级结构氧化铁纳米吸附材料，其由平均长为800nm、厚度为13nm、纳米孔孔径为45nm的氧化铁多孔纳米片组装而成。
实施例7
将硫酸镍、六次甲基亚胺与粘度为1.5mPa·s的乙二醇水溶液混合，搅拌20min后溶解，得到透明溶液，即原料混合液，其中硫酸镍和尿素的浓度均为0.5mol/L；将所述原料混合液转移至一个锥形瓶中，置于70℃的烘箱中，保温10h，然后将所得反应液进行固液分离，将所得固体使用清水反复清洗多次，然后在60℃的烘箱中干燥，得到氧化镍纳米吸附材料前驱体；将所述氧化镍纳米吸附材料前驱体置于250℃的马弗炉中退火4h，即可得到平均粒径为90μm的球状结构的微纳分级结构氧化镍纳米吸附材料，其由平均长为2μm、厚度为8nm、纳米孔孔径为120nm的氧化镍多孔纳米片组装而成。
实施例8
将氯化镍、尿素与粘度为400mPa·s的甘油-硅油-水溶液混合，搅拌120min后溶解，得到透明溶液，即原料混合液，其中氯化镍和尿素的浓度均为2mol/L；将所述原料混合液转移至一个密闭高压釜中，置于160℃的烘箱中，保温15h，然后将所得反应液进行固液分离，将所得固体使用清水反复清洗多次，然后在60℃的烘箱中干燥，得到氧化镍纳米吸附材料前驱体；将所述氧化镍纳米吸附材料前驱体置于300℃的马弗炉中退火3h，即可得到平均粒径为20μm的球状结构的微纳分级结构氧化镍纳米吸附材料，其由平均长为400nm、厚度为5nm、纳米孔孔径为10nm的氧化镍多孔纳米片组装而成。
实施例9
将氯化铜、六次甲基亚胺与粘度为600mPa·s的硅油水溶液混合，搅拌300min后溶解，得到透明溶液，即原料混合液，其中氯化铜和六次甲基亚胺的浓度均为0.6mol/L；将所述原料混合液转移至一个密闭高压釜中，置于200℃的烘箱中，保温24h，然后将所得反应液进行固液分离，将所得固体使用清水反复清洗多次，然后在60℃的烘箱中干燥，得到氧化铜纳米吸附材料前驱体；将所述氧化铜纳米吸附材料前驱体置于350℃的马弗炉中退火1h，即可得到平均粒径为1μm的球状结构的微纳分级结构氧化铜纳米吸附材料，其由平均长为100nm、厚度为5nm、纳米孔孔径为20nm的氧化铜多孔纳米片组装而成。
实施例10
将硫酸铜、尿素与粘度为150mPa·s的二甲基亚砜-(N,N-二甲基甲酰胺)-水溶液混合，搅拌90min后溶解，得到透明溶液，即原料混合液，其中硫酸铜和尿素的浓度均为1.5mol/L；将所述原料混合液转移至一个密闭高压釜中，置于140℃的烘箱中，保温12h，然后将所得反应液进行固液分离，将所得固体使用清水反复清洗多次，然后在60℃的烘箱中干燥，得到氧化铜纳米吸附材料前驱体；将所述氧化铜纳米吸附材料前驱体置于400℃的管式炉中退火3h，即可得到平均粒径为70μm的花状结构的微纳分级结构氧化铜纳米吸附材料，其由平均长为1.5μm、厚度为9nm、纳米孔孔径为55nm的氧化铜多孔纳米片组装而成。
图1为不同粘度下制备得到的微纳分级结构氧化镁纳米吸附材料的SEM图，其中a、b、c依次为按照实施例1的方法，改变溶剂的粘度依次为0.8mPa·s、1.31mPa·s和5.04mPa·s制备得到的产品的SEM图，d为实施例1所得产品的SEM图。由a～d可以清楚的看到采用粘度为0.8mPa·s的粘性溶剂时，吸附材料的形貌为较大的块状结构，当采用粘度为1.31mPa·s的粘性溶剂时，吸附材料的形貌为较薄的片状的结构(如b所示)当粘性溶剂的粘度为5.04mPa·s时，吸附材料的形貌已经逐渐由片状转变成类球状结构(如c所示)，此时球体结构尚未成型，且形貌大小各不均一；在粘性溶剂的粘度达到27.7mPa·s时，吸附材料已经完全由球状结构组成，分散性也较为均匀。由此可见，粘性溶剂的粘度对吸附材料的形貌有着非常大的影响，粘度越大，形貌越规整。
图2为实施例1所得微纳分级结构氧化镁纳米吸附材料不同放大倍数的SEM图。从a可以看到实施例1所制备的吸附材料均为球形结构，粒径为5μm左右，且尺寸均一；从b可以清楚的看到每个MgO微球的分级结构，单个的MgO多孔纳米片被分层组装，层层叠加，最终形成具有多孔微纳分级结构的球状结构；从c可以看出组成微纳分级结构的氧化镁纳米吸附材料的单元为多孔纳米片。
图3为实施例1所得微纳分级结构氧化镁纳米吸附材料的TEM图(a)和电子衍射图(b)。由a可知组成微球的MgO的多孔纳米片表面很粗糙，由其中的插图可见，纳米片呈明显的多孔结构，大量的孔密集地分布在纳米片上，b是其对应的电子衍射图，衍射花样呈环状，说明纳米片为多晶结构。
图4为实施例2所得微纳分级结构氧化镁纳米吸附材料对镉离子的等温吸附图(a)及Langmuir模型拟合图(b)和Freundlich模型拟合图(c)。其中a是氧化镁纳米吸附材料对Cd2+的等温吸附图(即在相同的温度条件下，测试吸附材料在具有浓度梯度的Cd2+溶液(即镉盐水溶液)的吸附效果，然后绘图得到)，可以看出，随着溶液中Cd2+浓度的不断增加，氧化镁纳米吸附材料的吸附呈现出从快速增加到缓慢饱和的趋势，其吸附性能十分优异，对Cd2+的最大吸附容量超过1600mg/g；由b和c可以明显看出，氧化镁纳米吸附材料对镉离子的吸附过程符合Langmuir模型，相关系数为0.997，说明氧化镁纳米吸附材料对镉离子的吸附为单分子层的吸附。
图5为实施例4所得微纳分级结构氧化锌纳米吸附材料的SEM图，由
图5可知，实施例4所得吸附材料为花状结构。
图6为实施例1制备得到的微纳分级结构氧化镁纳米吸附材料与市售氧化镁(基准(沪试)，99.9～100.1％)对镉离子的吸附容量对比图。由图6可知本发明所提供的微纳分级结构氧化镁纳米吸附材料对镉离子的吸附容量远高于市售氧化镁。
测试实施例1～10所得吸附材料对镉离子和铅离子的吸附容量，具体如下：
配制不同浓度梯度的镉离子和铅离子溶液，称取10mg吸附剂于10mL不同浓度镉离子和铅离子溶液中，震荡反应12h，将吸附剂与溶液离心分离，过0.45μm滤膜后通过电感耦合等离子体光谱仪测定溶液中镉离子和铅离子的吸附容量；将得到的数据进行等温线拟合后得到饱和吸附容量，即为该种材料对铅离子和镉离子的吸附容量。结果如表1所示。由表1可知，本发明所提供的微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料对重金属离子具有较强的吸附性，可用于水污染处理中。
表1实施例1～12所得吸附材料对镉离子和铅离子的吸附容量
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
镉离子(mg/g) 1523 1662 460 580 75
铅离子(mg/g) 2262 2300 540 650 80
项目 实施例6 实施例7 实施例8 实施例9 实施例10
镉离子(mg/g) 62 44 40 38 40
铅离子(mg/g) 81 57 46 41 44
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将金属盐和氢氧根缓释剂溶解于粘性溶剂中，得到原料混合液；所述氢氧根缓释剂为在液相反应过程中可释放氢氧根离子和碳酸根离子的化合物；
将所述原料混合液进行液相反应，得到纳米吸附材料前驱体；
将所述纳米吸附材料前驱体经退火处理，得到微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述粘性溶剂的粘度为1.5～600mPa·s。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述粘性溶剂为水和水溶性有机溶剂的混合液，所述水溶性有机溶剂包括甘油、乙二醇、乙醇、丙酮、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺和硅油中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述原料混合液中金属盐的浓度为0.01～2.00mol/L；所述金属盐与氢氧根缓释剂的摩尔比为1:1～13。
5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述氢氧根缓释剂包括尿素和/或六次甲基亚胺。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述液相反应的温度为70～200℃，时间为2～24h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述退火处理的温度为250～500℃，时间为1～6h。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述液相反应完成后，还包括将液相反应所得反应液进行固液分离，将所得固体依次经水洗和低温干燥，得到纳米吸附材料前驱体；所述低温干燥的温度≤60℃。
9.一种微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料，由权利要求1～8任一项所述的制备方法制备得到，所述微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料由多孔纳米片聚集组装而成，为花状、类球状或球状结构，所述微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料的粒径为微米级。
10.根据权利要求9所述的微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料，其特征在于，所述微纳分级结构金属氧化物纳米吸附材料的平均粒径为1～200μm；所述多孔纳米片的平均长度为0.1～10μm，平均厚度为5～22nm，所述多孔纳米片上的孔结构的平均孔径为2～200nm。
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