CN114130353B - 一种二维黏土基金属镧单原子吸附剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种二维黏土基金属镧单原子吸附剂及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN114130353B
CN114130353B CN202111431684.7A CN202111431684A CN114130353B CN 114130353 B CN114130353 B CN 114130353B CN 202111431684 A CN202111431684 A CN 202111431684A CN 114130353 B CN114130353 B CN 114130353B
Authority
CN
China
Prior art keywords
lanthanum
adsorbent
dimensional clay
monatomic
monoatomic
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
Application number
CN202111431684.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114130353A (zh
Inventor
杨华明
陈洪运
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Geosciences
Central South University
Original Assignee
China University of Geosciences
Central South University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Geosciences, Central South University filed Critical China University of Geosciences
Priority to CN202111431684.7A priority Critical patent/CN114130353B/zh
Publication of CN114130353A publication Critical patent/CN114130353A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114130353B publication Critical patent/CN114130353B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/12—Naturally occurring clays or bleaching earth
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/281—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/105—Phosphorus compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明公开了一种二维黏土基金属镧单原子吸附剂及其制备方法和应用。二维黏土基金属镧单原子吸附剂包括金属镧单原子和二维黏土矿物，金属镧单原子锚定在二维黏土矿物的表面。制备步骤如下：利用碳氮化合物作为前驱体，去吸附分散的镧单原子，初步得到镧单原子种子，然后将镧单原子种子与改性的二维黏土矿物载体进行复合，通过热解将镧单原子锚定在二维黏土矿物表面。本发明制备的二维黏土基金属镧单原子吸附剂具有快速的除磷性能，用于污水除磷，针对不同P浓度(5‑200mg/L)均能够在30min内达到吸附平衡，对磷酸盐吸附具有选择性，能够去除实际污水中的大部分含磷物质。

Description

一种二维黏土基金属镧单原子吸附剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种二维黏土基金属镧单原子吸附剂及其制备方法和应用。
背景技术
目前的研究报道中，水体除磷的方法主要有化学沉淀法、生物法、离子交换法、膜分离法、结晶法、电解法和吸附法等，其中吸附法具有处理效率高、速度快、操作简单、可重复利用等优势而受到人们的关注。镧是一种我国储量丰富的稀土元素，对含氧阴离子具有较强的亲合力，可以与磷酸根以摩尔比1:1形成稳定不可溶于水的LaPO4沉淀。因此，近年来，越来越多研究学者对新型的镧改性吸附材料进行了研究和探索，在这些镧改性吸附材料中镧元素在吸附剂中多以氧化物、氢氧化物或其他含镧化合物的形式存在，对镧元素的利用率较低，大多数吸附剂达到吸附平衡的时间较长，吸附平衡时间范围大约在2-12h，吸附效率低下。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种具有快速除磷性能的二维黏土基金属镧单原子吸附剂及其制备方法和应用。
本发明提出一种二维黏土基金属镧单原子吸附剂，二维黏土基金属镧单原子吸附剂包括金属镧单原子和二维黏土矿物，所述金属镧单原子锚定在所述二维黏土矿物的表面。
一种如上述的二维黏土基金属镧单原子吸附剂的制备方法，步骤如下：利用碳氮化合物作为前驱体，去吸附分散的镧单原子，初步得到镧单原子种子，然后将镧单原子种子与改性的二维黏土矿物载体进行复合，通过热解将镧单原子锚定在二维黏土矿物表面。
进一步的，具体过程如下：
步骤S1：将双氰胺在氩气氛围下进行焙烧处理后加入到含有乙酰丙酮镧的乙醇溶液和柠檬酸溶液的混合液中，超声并烘干，并在氩气氛围下进行焙烧处理，得到镧单原子种子；
步骤S2：利用PVP和PEI对二维黏土矿物进行改性，加入步骤S1中的镧单原子种子，超声并充分搅拌，烘干后在空气氛围下进行焙烧处理，得到二维黏土基金属镧单原子吸附剂。
进一步的，步骤S2中所述的二维黏土矿物为累托石、高岭石、蒙脱石的一种或两种。
进一步的，步骤S2中所述的焙烧处理过程的温度为400-500℃，焙烧处理时间为1-3h。
进一步的，步骤S2中所述的焙烧处理过程的升温速率为5-10℃/min。
进一步的，步骤S1中混合液中乙酰丙酮镧、柠檬酸和乙醇的质量体积比为1:1:10-2:1:10。
进一步的，乙酰丙酮镧和二维黏土矿物的质量比为1:1-1:2.5。
一种如上述的二维黏土基金属镧单原子吸附剂的应用，用于吸附废水中的磷酸盐。
与现有含镧吸附剂相比，本发明的特点和有益效果是：
(1)本发明制备的二维黏土基金属镧单原子吸附剂中金属镧组分以单原子的形式存在。
(2)本发明选用储量丰富、价格低廉的二维黏土矿物作为镧单原子的载体，降低了二维黏土基金属镧单原子吸附剂的制备成本。
(3)本发明提出的二维黏土基金属镧单原子吸附剂中，二维黏土矿物中的Al、Si、O元素与La原子之间具有较强的相互作用，影响了金属镧单原子的配位环境，促进镧单原子在二维黏土矿物表面的生长。
(4)本发明提出的二维黏土基金属镧单原子吸附剂中，二维黏土矿物的加入可以显著提高单位镧元素的磷饱和吸附容量。
(5)本发明制备的二维黏土基金属镧单原子吸附剂具有快速的除磷性能，用于污水除磷，针对不同P浓度(5-200mg/L)均能够在30min内达到吸附平衡，对磷酸盐吸附具有选择性，能够去除实际污水中的大部分含磷物质，使得污水中总磷浓度达到国家规定的排放标准(0.5mg P/L，GB 8978-2002)。
附图说明
图1a为本发明实施例1制备的二维黏土基金属镧单原子吸附剂的透射电镜；
图1b为本发明实施例1制备的二维黏土基金属镧单原子吸附剂的高角环形暗场扫描透射电镜图片；
图1b-1为本发明实施例1制备的二维黏土基金属镧单原子吸附剂的EDS能谱La元素分布图；
图1b-2为本发明实施例1制备的二维黏土基金属镧单原子吸附剂的EDS能谱Al元素分布图；
图1b-3为本发明实施例1制备的二维黏土基金属镧单原子吸附剂的EDS能谱Si元素分布图；
图1b-4为本发明实施例1制备的二维黏土基金属镧单原子吸附剂的EDS能谱O元素分布图；
图2为本发明实施例1制备的二维黏土基金属镧单原子吸附剂的球差电镜图；
图3a为本发明实施例1制备的二维黏土基金属镧单原子吸附剂、对比例1制备的吸附剂的La 3d高分辨X-射线光电子能谱；
图3b为本发明实施例1制备的二维黏土基金属镧单原子吸附剂和二维黏土矿物累托石的Al 2p高分辨X-射线光电子能谱；
图3c为本发明实施例1制备的二维黏土基金属镧单原子吸附剂、对比例1制备的吸附剂和二维黏土矿物累托石的Si 2p高分辨X-射线光电子能谱；
图3d为本发明实施例1制备的二维黏土基金属镧单原子吸附剂、对比例1制备的吸附剂和二维黏土矿物累托石的O1s高分辨X-射线光电子能谱；
图4为本发明的实施例1制备的二维黏土基金属镧单原子吸附剂的吸附动力学图；
图5为本发明实施例1制备的二维黏土基金属镧单原子吸附剂和对比例1制备的吸附剂的吸附等温线图；
图6为本发明实施例1制备的二维黏土基金属镧单原子吸附剂在竞争离子存在条件下对磷酸盐的吸附性能图；
图7为本发明实施例1制备的二维黏土基金属镧单原子吸附剂在实际含磷污水中的应用效果图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
步骤(1)：称取一定量双氰胺置于坩埚中，在氩气氛围350℃下煅烧1h，升温速率为5℃/min，获得煅烧产物；称取0.4g乙酰丙酮镧溶于5mL乙醇中，超声10min，加入5mL柠檬酸溶液(40mg/mL)，超声10min，加入2g煅烧产物，混合液超声20min，于80℃下干燥后，在氩气氛围650-700℃下煅烧2h，升温速率为5℃/min，获得镧单原子种子。
步骤(2)：称取50mg PVP溶于5mL乙醇中，加入10mL 25％PEI水溶液，超声10min，加入1g累托石，超声1h，60℃下搅拌1h，加入镧单原子种子，超声1h，60℃下搅拌12h后，于80℃下干燥后，在空气氛围450℃下煅烧3h，升温速率为5℃/min，获得二维黏土基金属镧单原子吸附剂。
由图1可知，二维黏土基金属镧单原子吸附剂表面没有观察到明显颗粒物质，镧元素在二维黏土矿物载体表面高度分散，进一步的球差电镜照片(图2)显示互相孤立存在的镧原子分散在二维黏土矿物载体上。
对比例1
步骤(1)：称取一定量双氰胺置于坩埚中，在氩气氛围350℃下煅烧1h，升温速率为5℃/min，获得煅烧产物；称取0.4g乙酰丙酮镧溶于5mL乙醇中，超声10min，加入5mL柠檬酸溶液(40mg/mL)，超声10min，加入2g煅烧产物，混合液超声20min，于80℃下干燥后，在氩气氛围650-700℃下煅烧2h，升温速率为5℃/min，获得镧单原子种子。
步骤(2)：称取50mg PVP溶于5mL乙醇中，加入10mL 25％PEI水溶液，超声10min，超声1h，60℃下搅拌1h，加入镧单原子种子，超声1h，60℃下搅拌12h后，于80℃下干燥后，在空气氛围450℃下煅烧3h，升温速率为5℃/min，获得不含二维黏土矿物的吸附剂。
对实施例1制备的二维黏土基金属镧单原子吸附剂和对比例1制备的吸附剂进行相应元素的高分辨XPS光谱分析，具体结果如图3所示，实施例1中La 3d5/2和La 3d3/2峰的结合能分别为834.94、838.38eV和851.73、855.25eV，对比例1中La 3d5/2和La 3d3/2峰的结合能分别为834.78、838.19eV和851.54、855.05eV。对比例1的La 3d5/2和La 3d3/2峰对应的结合能相对于实施例1发生微弱偏移，向高结合能方向移动，表明实施例1中La原子的环境受到了二维黏土矿物载体累托石的影响。与二维黏土矿物载体累托石相比，实施例1中元素Al、Si和O的结合能向低结合能方向移动。元素La和元素Al、Si、O的结合能向不同方向发生偏移表明二维黏土矿物载体累托石中Al、Si、O与La之间发生电子转移，二维黏土矿物载体累托石改变了金属镧单原子的配位环境。
对比例2
步骤(1)：称取一定量双氰胺置于坩埚中，在氩气氛围350℃下煅烧1h，升温速率为5℃/min，获得煅烧产物；称取0.4g乙酰丙酮镧溶于5mL乙醇中，超声10min，加入5mL柠檬酸溶液(40mg/mL)，超声10min，加入2g煅烧产物，混合液超声20min，于80℃下干燥后，在氩气氛围650-700℃下煅烧2h，升温速率为5℃/min，获得镧单原子种子。
步骤(2)：称取50mg PVP溶于5mL乙醇中，加入10mL 25％PEI水溶液，超声10min，加入1g累托石，超声1h，60℃下搅拌1h，加入镧单原子种子，超声1h，60℃下搅拌12h后，于80℃下干燥后，在氩气氛围450℃下煅烧3h，升温速率为5℃/min，获得二维黏土基金属镧单原子吸附剂。
表1各实施例二维黏土基金属镧单原子吸附剂以及对比例材料的除磷性能
Figure BDA0003380353100000061
从表1可以看出，对比例2制备的二维黏土基金属镧单原子吸附剂除磷率不高。
实施例2
步骤(1)：称取一定量双氰胺置于坩埚中，在氩气氛围350℃下煅烧1h，升温速率为5℃/min，获得煅烧产物；称取0.4g乙酰丙酮镧溶于5mL乙醇中，超声10min，加入5mL柠檬酸溶液(40mg/mL)，超声10min，加入2g煅烧产物，混合液超声20min，于80℃下干燥后，在氩气氛围650-700℃下煅烧2h，升温速率为5℃/min，获得镧单原子种子。
步骤(2)：称取50mg PVP溶于5mL乙醇中，加入10mL 25％PEI水溶液，超声10min，加入1g高岭石，超声1h，60℃下搅拌1h，加入镧单原子种子，超声1h，60℃下搅拌12h后，于80℃下干燥后，在空气氛围450℃下煅烧3h，升温速率为5℃/min，获得二维黏土基金属镧单原子吸附剂。
实施例3
步骤(1)：称取一定量双氰胺置于坩埚中，在氩气氛围350℃下煅烧1h，升温速率为5℃/min，获得煅烧产物；称取0.4g乙酰丙酮镧溶于5mL乙醇中，超声10min，加入5mL柠檬酸溶液(40mg/mL)，超声10min，加入2g煅烧产物，混合液超声20min，于80℃下干燥后，在氩气氛围650-700℃下煅烧2h，升温速率为5℃/min，获得镧单原子种子。
步骤(2)：称取50mg PVP溶于5mL乙醇中，加入10mL 25％PEI水溶液，超声10min，加入1g蒙脱石，超声1h，60℃下搅拌1h，加入镧单原子种子，超声1h，60℃下搅拌12h后，于80℃下干燥后，在空气氛围450℃下煅烧3h，升温速率为5℃/min，获得二维黏土基金属镧单原子吸附剂。
实施例4
步骤(1)：称取一定量双氰胺置于坩埚中，在氩气氛围350℃下煅烧1h，升温速率为5℃/min，获得煅烧产物；称取0.4g乙酰丙酮镧溶于5mL乙醇中，超声10min，加入5mL柠檬酸溶液(40mg/mL)，超声10min，加入2g煅烧产物，混合液超声20min，于80℃下干燥后，在氩气氛围650-700℃下煅烧2h，升温速率为5℃/min，获得镧单原子种子。
步骤(2)：称取50mg PVP溶于5mL乙醇中，加入10mL 25％PEI水溶液，超声10min，加入0.4g累托石，超声1h，60℃下搅拌1h，加入镧单原子种子，超声1h，60℃下搅拌12h后，于80℃下干燥后，在空气氛围450℃下煅烧3h，升温速率为5℃/min，获得二维黏土基金属镧单原子吸附剂。
实施例5
步骤(1)：称取一定量双氰胺置于坩埚中，在氩气氛围350℃下煅烧1h，升温速率为5℃/min，获得煅烧产物；称取0.4g乙酰丙酮镧溶于5mL乙醇中，超声10min，加入5mL柠檬酸溶液(40mg/mL)，超声10min，加入2g煅烧产物，混合液超声20min，于80℃下干燥后，在氩气氛围650-700℃下煅烧2h，升温速率为5℃/min，获得镧单原子种子。
步骤(2)：称取50mg PVP溶于5mL乙醇中，加入10mL 25％PEI水溶液，超声10min，加入1g累托石，超声1h，60℃下搅拌1h，加入镧单原子种子，超声1h，60℃下搅拌12h后，于80℃下干燥后，在空气氛围400℃下煅烧3h，升温速率为5℃/min，获得二维黏土基金属镧单原子吸附剂。
实施例6
步骤(1)：称取一定量双氰胺置于坩埚中，在氩气氛围350℃下煅烧1h，升温速率为5℃/min，获得煅烧产物；称取0.4g乙酰丙酮镧溶于5mL乙醇中，超声10min，加入5mL柠檬酸溶液(40mg/mL)，超声10min，加入2g煅烧产物，混合液超声20min，于80℃下干燥后，在氩气氛围650-700℃下煅烧2h，升温速率为5℃/min，获得镧单原子种子。
步骤(2)：称取50mg PVP溶于5mL乙醇中，加入10mL 25％PEI水溶液，超声10min，加入1g累托石，超声1h，60℃下搅拌1h，加入镧单原子种子，超声1h，60℃下搅拌12h后，于80℃下干燥后，在空气氛围500℃下煅烧3h，升温速率为5℃/min，获得二维黏土基金属镧单原子吸附剂。
实施例7
步骤(1)：称取一定量双氰胺置于坩埚中，在氩气氛围350℃下煅烧1h，升温速率为5℃/min，获得煅烧产物；称取0.4g乙酰丙酮镧溶于5mL乙醇中，超声10min，加入5mL柠檬酸溶液(40mg/mL)，超声10min，加入2g煅烧产物，混合液超声20min，于80℃下干燥后，在氩气氛围650-700℃下煅烧2h，升温速率为5℃/min，获得镧单原子种子。
步骤(2)：称取50mg PVP溶于5mL乙醇中，加入10mL 25％PEI水溶液，超声10min，加入1g累托石，超声1h，60℃下搅拌1h，加入镧单原子种子，超声1h，60℃下搅拌12h后，于80℃下干燥后，在空气氛围450℃下煅烧3h，升温速率为10℃/min，获得二维黏土基金属镧单原子吸附剂。
实施例8
步骤(1)：称取一定量双氰胺置于坩埚中，在氩气氛围350℃下煅烧1h，升温速率为5℃/min，获得煅烧产物；称取0.4g乙酰丙酮镧溶于5mL乙醇中，超声10min，加入5mL柠檬酸溶液(40mg/mL)，超声10min，加入2g煅烧产物，混合液超声20min，于80℃下干燥后，在氩气氛围650-700℃下煅烧2h，升温速率为5℃/min，获得镧单原子种子。
步骤(2)：称取50mg PVP溶于5mL乙醇中，加入10mL 25％PEI水溶液，超声10min，加入1g累托石，超声1h，60℃下搅拌1h，加入镧单原子种子，超声1h，60℃下搅拌12h后，于80℃下干燥后，在空气氛围450℃下煅烧1h，升温速率为5℃/min，获得二维黏土基金属镧单原子吸附剂。
试验例1
以实施例1制备的二维黏土基金属镧单原子吸附剂为例，进行吸附磷酸盐的动力学研究，试验条件：二维黏土基金属镧单原子吸附剂用量为0.2g/L；初始磷浓度为25mg/L；吸附时间分别为5、10、15、20、25、30、40、50、60min。具体结果如图4所示，二维黏土基金属镧单原子吸附剂对吸附磷酸盐表现出较快的吸附速率。0-10min为二维黏土基金属镧单原子吸附剂快速吸附磷酸盐的阶段，吸附量增长较快，在10min时对磷酸盐的吸附量为吸附平衡时的91.8％。二维黏土基金属镧单原子吸附剂对磷酸盐的吸附平衡时间为30min。
试验例2
以实施例1制备的二维黏土基金属镧单原子吸附剂和对比例1制备的吸附剂为例，进行吸附等温线研究，试验条件：吸附剂用量为0.2g/L；初始磷浓度分别为10、15、20、25、30、35、40、45、50、60、70mg/L；吸附时间为60min。具体结果如图5所示，实施例1制备的二维黏土基金属镧单原子吸附剂和对比例1制备的吸附剂的单位La元素的磷饱和吸附容量分别为403.27、213.77mg P/La g。二维黏土矿物的加入可以显著提高单位镧元素的磷饱和吸附容量，能够提升1.89倍。
试验例3
以实施例1制备的二维黏土基金属镧单原子吸附剂为例，研究竞争离子对其吸附性能影响，试验条件：二维黏土基金属镧单原子吸附剂用量为0.2g/L；初始磷浓度为25mg/L；吸附时间为60min；竞争离子种类包括Cl-、SO4 2-、CO3 2-、HCO3 -、NO3 -、腐殖酸，竞争离子浓度分别为10mg/L、25mg/L、50mg/L。具体结果如图6所示，二维黏土基金属镧单原子吸附剂对磷酸盐的吸附容量始终保持在一定水平，没有出现大幅度下降或者上升，表明二维黏土基金属镧单原子吸附剂对磷酸盐具有较高的选择性。
试验例4
以实施例1制备的二维黏土基金属镧单原子吸附剂为例，研究对实际废水中磷酸盐的去除效果。试验条件：二维黏土基金属镧单原子吸附剂用量分别为0.04、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6g/L；吸附时间为60min。具体结果如图7所示，当二维黏土基金属镧单原子吸附剂的投加量超过0.2g/L时，实际废水中的磷含量降低至0.47mg/L，达到国家对污水排放要求规定的指标(总磷浓度不得高于0.5mg P/L，GB 8978-2002)
以上未涉及之处，适用于现有技术。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围，本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例来做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的方向或者超越所附权利要求书所定义的范围。本领域的技术人员应该理解，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种二维黏土基金属镧单原子吸附剂，其特征在于：二维黏土基金属镧单原子吸附剂包括金属镧单原子和二维黏土矿物，所述金属镧单原子锚定在所述二维黏土矿物的表面。
2.一种如权利要求1所述的二维黏土基金属镧单原子吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤如下：利用碳氮化合物作为前驱体，去吸附分散的镧单原子，初步得到镧单原子种子，然后将镧单原子种子与改性的二维黏土矿物载体进行复合，通过热解将镧单原子锚定在二维黏土矿物表面。
3.如权利要求2所述的二维黏土基金属镧单原子吸附剂的制备方法，其特征在于：具体过程如下：
步骤S1：将双氰胺在氩气氛围下进行焙烧处理后加入到含有乙酰丙酮镧的乙醇溶液和柠檬酸溶液的混合液中，超声并烘干，并在氩气氛围下进行焙烧处理，得到镧单原子种子；
步骤S2：利用PVP和PEI对二维黏土矿物进行改性，加入步骤S1中的镧单原子种子，超声并充分搅拌，烘干后在空气氛围下进行焙烧处理，得到二维黏土基金属镧单原子吸附剂。
4.如权利要求3所述的二维黏土基金属镧单原子吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤S2中所述的二维黏土矿物为累托石、高岭石、蒙脱石的一种或两种。
5.如权利要求4所述的二维黏土基金属镧单原子吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤S2中所述的焙烧处理过程的温度为400-500℃，焙烧处理时间为1-3h。
6.如权利要求5所述的二维黏土基金属镧单原子吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤S2中所述的焙烧处理过程的升温速率为5-10 ℃/min。
7.如权利要求3所述的二维黏土基金属镧单原子吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤S1中混合液中乙酰丙酮镧、柠檬酸和乙醇的质量比为1:1:10-2:1:10。
8.如权利要求3所述的二维黏土基金属镧单原子吸附剂的制备方法，其特征在于：乙酰丙酮镧和二维黏土矿物的质量比为1:1-1:2.5。
9.一种如权利要求1所述的二维黏土基金属镧单原子吸附剂的应用，其特征在于：用于吸附废水中的磷酸盐。
CN202111431684.7A 2021-11-29 2021-11-29 一种二维黏土基金属镧单原子吸附剂及其制备方法和应用 Active CN114130353B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111431684.7A CN114130353B (zh) 2021-11-29 2021-11-29 一种二维黏土基金属镧单原子吸附剂及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111431684.7A CN114130353B (zh) 2021-11-29 2021-11-29 一种二维黏土基金属镧单原子吸附剂及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114130353A CN114130353A (zh) 2022-03-04
CN114130353B true CN114130353B (zh) 2022-11-11

Family

ID=80389094

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111431684.7A Active CN114130353B (zh) 2021-11-29 2021-11-29 一种二维黏土基金属镧单原子吸附剂及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114130353B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0817567D0 (en) * 2008-09-25 2008-11-05 Dca Consultants Ltd Capture of carbon oxides
CN112044393A (zh) * 2019-06-06 2020-12-08 中南大学 一种二维黏土基复合除磷剂及其制备方法和应用
CN112316906A (zh) * 2020-09-21 2021-02-05 中国建筑第二工程局有限公司 一种铁磁性的氨基修饰镧系金属有机骨架材料的制备方法及其吸附除磷的应用
WO2021082761A1 (zh) * 2019-11-01 2021-05-06 广州大学 一种碳酸镧修饰的共热解污泥生物炭及其制备方法和应用
CN112941541A (zh) * 2019-12-11 2021-06-11 中国科学院大连化学物理研究所 一种单原子二维材料及其制备方法和应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0817567D0 (en) * 2008-09-25 2008-11-05 Dca Consultants Ltd Capture of carbon oxides
CN112044393A (zh) * 2019-06-06 2020-12-08 中南大学 一种二维黏土基复合除磷剂及其制备方法和应用
WO2021082761A1 (zh) * 2019-11-01 2021-05-06 广州大学 一种碳酸镧修饰的共热解污泥生物炭及其制备方法和应用
CN112941541A (zh) * 2019-12-11 2021-06-11 中国科学院大连化学物理研究所 一种单原子二维材料及其制备方法和应用
CN112316906A (zh) * 2020-09-21 2021-02-05 中国建筑第二工程局有限公司 一种铁磁性的氨基修饰镧系金属有机骨架材料的制备方法及其吸附除磷的应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN114130353A (zh) 2022-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sharma et al. Cadmium and lead remediation using magnetic and non-magnetic sustainable biosorbents derived from Bauhinia purpurea pods
CN105251445A (zh) 一种多孔碳吸附剂及其制备方法与应用
CN102784624A (zh) 一种炭包覆磁性吸附材料的制备方法及其用途
CN110292912B (zh) 一种mof衍生的簇状铈基除磷吸附剂及其制备方法
CN111137938A (zh) 一种利用磁性生物质炭去除废水中重金属镉的方法及其应用
CN112705165A (zh) 一种贝壳-秸秆基富钙生物炭的制备方法和应用
CN113385144A (zh) 一种多孔材料吸附剂及其制备方法和应用
CN110975825B (zh) 一种双配体锆MOFs吸附剂、制备方法及其应用
CN101708459A (zh) 有序介孔有机膦酸钛杂合材料的制备方法与应用
CN115970656A (zh) 氨基酸共价接枝环糊精-金属有机框架材料及其应用
CN110711405B (zh) 一种黄曲霉毒素b1和辣椒素的同步富集净化方法
CN114130353B (zh) 一种二维黏土基金属镧单原子吸附剂及其制备方法和应用
CN102380348A (zh) 果胶修饰的磁性纳米吸附剂及其制备方法和应用
CN102091598B (zh) 虫胶修饰纳米磁性吸附剂及其制备方法和应用
CN114425305A (zh) 一种汞吸附材料及其制备方法和在烟气或溶液脱汞方面的应用
Violante et al. Adsorption of phosphate on variable charge minerals: competitive effect of organic ligands
Xueyuan et al. Effects of humic acid on speciation and bioavailability to wheat of rare earth elements in soil
KR101292524B1 (ko) 다공성 알긴산 겔을 포함하는 복합체의 제조방법
CN106984262A (zh) 钛掺杂介孔材料Ti‑SBA‑15、其制备方法和应用
CN112044392A (zh) 镁改性纳米二氧化硅中空球的制备方法
CN112827477B (zh) 一种羟基醌类吸附材料的制备方法及应用
CN114433029A (zh) 一种双介孔核壳型磁性纳米搅拌棒的制备方法及吸附分离钯的应用
CN117138740B (zh) 一种Ca(OH)2与LaMnO3杂化复合材料的制备方法及用途
CN113952940A (zh) 一种选择性去除Sb离子的表面印迹微球吸附材料的制备方法
CN109908868B (zh) 一种铁基多孔吸附材料及其制备方法以及在废水处理中的应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant