CN115779847A - 一种原位吸附材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于无机材料合成及重金属离子去除技术领域，提供了一种原位吸附材料及其制备方法和应用。本发明的原位吸附材料包括多孔无定形氢氧化铁和修饰在所述多孔无定形氢氧化铁表面的羧基基团。本发明的原位吸附材料利用多孔无定形氢氧化铁良好的氧化能力将As(III)氧化为容易去除的As(V)；同时，原位吸附材料具有的多孔结构和定向排列的羧基基团，使得原位吸附材料具有疏松多孔、比表面积大和活性位点多的特点，提高了其对As(III)的吸附。另外，原位吸附材料的多孔结构以及定向排列的羧基基团能够实现其对镉离子的高效捕获，进而实现对镉离子的去除。
Description
技术领域
本发明涉及无机材料合成及重金属离子去除技术领域，尤其涉及一种原位吸附材料及其制备方法和应用。
背景技术
镉(Cd)是重金属污染中备受关注的元素之一，不仅毒性高、迁移强，还能够通过食物链进入人体，危害人类健康。在人类活动的影响下，尤其是金属加工冶炼、矿物资源开发、工厂排放“三废”和污水灌溉等，重金属Cd不断进入土壤并累积，造成了严重的土壤Cd污染。
砷是一种非金属元素，广泛存在于自然界，砷污染物主要以无机砷形式普遍存在于地下水中。鉴于地下水砷污染问题日益严重，人类长期饮用含砷水导致严重疾病的状况日益凸显，世界卫生组织(WHO)、中国等将饮用水标准中砷的浓度由50μg·L-1降低为更严格的10μg·L-1。鉴于砷污染所造成的人类健康安全问题，降低甚至是消除地下水中砷的含量已经是科学家们亟待解决的问题。
土壤重金属污染修复技术由于修复机理的差异，具体上可分成二类：一类是将土壤中的重金属浓度进行降低或消除，使之满足土壤环境标准；另一类是利用改变土壤重金属的在土壤环境中赋存形态，将其从活跃态变为稳定态，从而减少了其在生态环境中的生物有效性和迁移性，即原位固化吸附。目前，原位固化吸附技术被认为是最经济、高效、适合处理土壤重金属镉、砷污染的治理。但在实际应用中其不足之处也凸显出来。例如，目前使用的天然、矿物等材料吸附容量很低，对镉和砷的去除率低；人工改性材料、生物类吸附材料对砷污染物的吸附容量得以提升，但是合成方法繁琐，无法批量生产，处理后的材料后续处理较为困难，且增加了工艺技术成本；同时，不能很好地去除镉。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种原位吸附材料及其制备方法和应用。本发明提供的原位吸附材料对镉和砷均具有良好的去除率。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种原位吸附材料，包括多孔无定形氢氧化铁和修饰在所述多孔无定形氢氧化铁表面的羧基基团。
本发明还提供了上述技术方案所述的原位吸附材料的制备方法，包括以下步骤：
将氢氧化镁悬浊液和可溶性铁盐混合，进行沉淀反应，得到镁掺杂无定形氢氧化铁；
将所述镁掺杂无定形氢氧化铁进行刻蚀，得到多孔氢氧化铁；
将所述多孔氢氧化铁和均苯三甲酸溶液混合，进行自组装反应，得到所述原位吸附材料。
优选地，所述氢氧化镁悬浊液的浓度为0.3～1.2mol/L；所述氢氧化镁悬浊液中氢氧化镁的粒径≤30nm。
优选地，所述可溶性铁盐包括乙酸铁、柠檬酸铁和硝酸铁中的一种或多种；所述可溶性铁盐以可溶性铁盐溶液的形式使用；所述可溶性铁盐溶液的浓度为0.1～0.4mol/L。
优选地，所述沉淀反应的温度为115～145℃，时间为4～8小时。
优选地，所述刻蚀的刻蚀剂包括铵盐；所述铵盐以铵盐溶液的形式使用；所述铵盐溶液的浓度为0.5～2mol/L。
优选地，所述铵盐包括柠檬酸铵、乙酸铵和丁二酸铵中的一种或多种。
优选地，所述刻蚀的温度为35～85℃，时间为4～12小时。
优选地，所述均苯三甲酸溶液的浓度为0.5～5g/L；所述自组装反应的温度为75～95℃，时间为4～12小时。
本发明还提供了上述技术方案所述的原位吸附材料或上述技术方案所述的制备方法得到的原位吸附材料在原位固化吸附处理重金属镉和砷中的应用。
本发明提供了一种原位吸附材料，包括多孔无定形氢氧化铁和修饰在所述多孔无定形氢氧化铁表面的羧基基团。在重金属污染物的原位固化吸附过程中，由于As(III)在环境以分子形式存在，不带有电荷，原位吸附材料对As(III)的吸附力较弱。为了提高原位吸附材料对As(III)去除效率，利用氧化剂将水环境中As(III)污染物氧化为吸附亲和力强的As(V)，最后利用原位吸附材料将其固定在原位吸附材料表面实现除砷目的。本发明的原位吸附材料利用多孔无定形氢氧化铁良好的氧化能力将As(III)氧化为容易去除的As(V)；同时，原位吸附材料具有的多孔结构和定向排列的羧基基团，使得原位吸附材料具有疏松多孔、比表面积大和活性位点多的特点，提高了其对As(III)的吸附。另外，原位吸附材料的多孔结构以及定向排列的羧基基团能够实现其对镉离子的高效捕获，进而实现对镉离子的去除。实施例的数据表明：本发明提供的原位吸附材料对镉的固化率为99.5％，对砷的固化率为99.8％；对镉的最大吸附量为872～896mg/g，对砷的最大吸附量为224～248mg/g。
本发明还提供了上述技术方案所述的原位吸附材料的制备方法，包括以下步骤：将氢氧化镁悬浊液和可溶性铁盐混合，进行沉淀反应，得到镁掺杂无定形氢氧化铁；将所述镁掺杂无定形氢氧化铁进行刻蚀，得到多孔氢氧化铁；将所述多孔氢氧化铁和均苯三甲酸溶液混合，进行自组装反应，得到所述原位吸附材料。本发明的制备方法首先利用氢氧化镁悬浊液中氢氧化镁的弱碱性，将可溶性铁盐进行沉淀，形成镁掺杂无定形氢氧化铁；在得到的镁掺杂无定形氢氧化铁中部分Mg2+掺杂进入到了Fe(OH)3的晶格中，形成异质结构(Mg-doping Fe(OH)3)。然后对镁掺杂无定形氢氧化铁进行刻蚀，将镁掺杂无定形氢氧化铁中的镁刻蚀游离出来，形成多孔氢氧化铁。再将多孔氢氧化铁和均苯三甲酸溶液混合，利用均苯三甲酸的自组装能力，在多孔氢氧化铁的表面修饰上羧基基团。本发明提供的制备方法操作简单，且成功实现了原位吸附材料的制备。
本发明还还提供了上述技术方案所述的原位吸附材料或上述技术方案所述的制备方法得到的原位吸附材料在原位固化吸附处理重金属镉和砷中的应用。本发明提供的原位吸附材料实现了对砷和镉的同时去除，且去除率高。
附图说明
图1为实施例1所得表面羧基修饰多孔无定形氢氧化铁的XRD图；
图2为实施例1所得表面羧基修饰多孔无定形氢氧化铁的红外图谱；
图3为实施例1所得表面羧基修饰多孔无定形氢氧化铁的N2吸附脱附图；
图4为实施例2所制备表面羧基修饰多孔无定形氢氧化铁的扫描电镜图；
图5为实施例3所制备表面羧基修饰多孔无定形氢氧化铁的孔径分布图。
具体实施方式
本发明提供了一种原位吸附材料，包括多孔无定形氢氧化铁和修饰在所述多孔无定形氢氧化铁表面的羧基基团。
本发明提供的原位吸附材料，包括多孔无定形氢氧化铁。
本发明提供的原位吸附材料包括修饰在所述多孔无定形氢氧化铁表面的羧基基团。
在本发明中，所述原位吸附材料的粒径优选为30～100nm。在本发明中，所述原位吸附材料的比表面积优选为400～510m2/g。在本发明中，所述原位吸附材料的孔径优选为3～12nm。在本发明中，所述原位吸附材料优选为球形。
本发明的原位吸附材料利用多孔无定形氢氧化铁良好的氧化能力将As(III)氧化为容易去除的As(V)；同时，原位吸附材料具有的多孔结构和定向排列的羧基基团，使得原位吸附材料具有疏松多孔、比表面积大和活性位点多的特点，提高了其对As(III)的吸附。另外，原位吸附材料的多孔结构以及定向排列的羧基基团能够实现其对镉离子的高效捕获，进而实现对镉离子的去除。
本发明还提供了上述技术方案所述的原位吸附材料的制备方法，包括以下步骤：
将氢氧化镁悬浊液和可溶性铁盐混合，进行沉淀反应，得到镁掺杂无定形氢氧化铁；
将所述镁掺杂无定形氢氧化铁进行刻蚀，得到多孔氢氧化铁；
将所述多孔氢氧化铁和均苯三甲酸溶液混合，进行自组装反应，得到所述原位吸附材料。
本发明将氢氧化镁悬浊液和可溶性铁盐混合，进行沉淀反应，得到镁掺杂无定形氢氧化铁。
在本发明中，所述氢氧化镁悬浊液的浓度优选为0.3～1.2mol/L，进一步优选为0.5～1.0mol/L。在本发明中，所述氢氧化镁悬浊液中氢氧化镁的粒径优选≤30nm。
在本发明中，所述可溶性铁盐优选包括乙酸铁、柠檬酸铁和硝酸铁中的一种或多种，进一步优选为乙酸铁。在本发明中，所述可溶性铁盐以可溶性铁盐溶液的形式使用；所述可溶性铁盐溶液的浓度优选为0.1～0.4mol/L，进一步优选为0.2～0.3mol/L。
在本发明中，所述氢氧化镁悬浮液中氢氧化镁和可溶性铁盐的摩尔比优选为1：2～4：1。
在本发明中，所述氢氧化镁悬浊液和可溶性铁盐混合的方式优选为搅拌；所述搅拌的转速优选为2000～4000r/min，进一步优选为2500～3500r/min；时间优选为2～5分钟。
在本发明中，所述沉淀反应的温度优选为115～145℃，进一步优选为120～140℃，更优选为125～135℃；时间优选为4～8小时，进一步优选为5～7小时。在本发明中，所述沉淀反应优选在水热釜中进行。
所述沉淀反应后，本发明优选还包括依次进行离心、洗涤和干燥。在本发明中，所述洗涤的试剂优选包括水，所述水优选包括去离子水。
在本发明中，利用氢氧化镁悬浊液中氢氧化镁的弱碱性，将可溶性铁盐进行沉淀，形成镁掺杂无定形氢氧化铁；在得到的镁掺杂无定形氢氧化铁中部分Mg2+掺杂进入到了Fe(OH)3的晶格中，形成异质结构(Mg-doping Fe(OH)3)。
得到镁掺杂无定形氢氧化铁后，本发明将所述镁掺杂无定形氢氧化铁进行刻蚀，得到多孔氢氧化铁。
在本发明中，所述刻蚀的刻蚀剂包括铵盐；所述铵盐优选包括柠檬酸铵、乙酸铵和丁二酸铵中的一种或多种，进一步优选为柠檬酸铵。在本发明中，所述铵盐优选以铵盐溶液的形式使用；所述铵盐溶液的浓度优选为0.5～2mol/L，进一步优选为1.0～1.5mol/L。
在本发明中，所述镁掺杂无定形氢氧化铁和刻蚀剂的用量比优选为1～2g：100mL。
在本发明中，所述刻蚀的温度优选为35～85℃，进一步优选为40～70℃，更优选为50～60℃；时间优选为4～12小时，进一步优选为6～10小时。
所述刻蚀后，本发明优选还包括依次进行离心、洗涤和干燥。在本发明中，所述洗涤的试剂优选包括水，所述水优选包括去离子水。
在本发明中，利用刻蚀剂对镁掺杂无定形氢氧化铁进行刻蚀，将镁掺杂无定形氢氧化铁中的镁刻蚀游离出来，形成多孔氢氧化铁。
得到多孔氢氧化铁后，本发明将所述多孔氢氧化铁和均苯三甲酸溶液混合，进行自组装反应，得到所述原位吸附材料。
在本发明中，所述均苯三甲酸的浓度优选为0.5～5g/L，进一步优选为1～4g/L，更优选为2～3g/L。在本发明中，所述均苯三甲酸的溶剂优选包括醇溶剂；所述醇溶剂优选包括乙醇。在本发明中，所述多孔氢氧化铁和均苯三甲酸的用量比优选为1g：100mL。
在本发明中，所述自组装反应的温度优选为75～95℃，进一步优选为80～90℃，更优选为85℃；时间优选为4～12小时，进一步优选为6～10小时，更优选为8小时。
所述自组装反应后，本发明优选还包括依次进行离心、洗涤和干燥。在本发明中，所述洗涤的试剂优选包括醇溶剂，所述醇溶剂优选包括乙醇。
在本发明中，将多孔氢氧化铁和均苯三甲酸溶液混合，利用均苯三甲酸的自组装能力，在多孔氢氧化铁的表面修饰上羧基基团，羧基基团的修饰，增加了反应活性位点，提高了对镉和砷的吸附容量，进而提高对镉和砷的去除率。
本发明还还提供了上述技术方案所述的原位吸附材料或上述技术方案所述的制备方法得到的原位吸附材料在原位固化吸附处理重金属镉和砷中的应用。
本发明对所述原位吸附材料的应用方式和用量不做具体限定，本领域技术人员根据实际需要进行设置即可。
本发明提供的原位吸附材料实现了对砷和镉的同时去除，且去除率高。
下面结合实施例对本发明提供的原位吸附材料及其制备方法和应用进行详细的说明，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
(1)称取1.75g氢氧化镁(粒径为30nm，0.03mol)于250mL的烧杯中，加入100mL去离子水，超声得到均匀的氢氧化镁悬浊液；称取2.33g乙酸铁(0.012mol)于250mL的烧杯中，加入100mL去离子水，超声得到乙酸铁溶液。
(2)将氢氧化镁悬浊液与乙酸铁溶液加入转速为2500r/min的反应器中充分反应2分钟后将所得的悬浊液倒入500mL的水热釜中，在130℃下反应4小时后，待冷却至室温后将沉淀物离心、去离子水洗涤3遍后干燥，得到镁掺杂无定形氢氧化铁。
(3)称取24.3g柠檬酸铵(0.1mol)于250mL的烧杯中，加入100mL去离子水充分溶解后，得到柠檬酸铵溶液；将2g镁掺杂无定形氢氧化铁加入到配制好的柠檬酸铵溶液中，在40℃的温度下反应10小时后离心、去离子水洗涤三遍后干燥，得到多孔氢氧化铁。
(4)称取0.2g均苯三甲酸于250mL的烧杯中，加入100mL无水乙醇充分溶解后，得到均苯三甲酸溶液；将1g多孔氢氧化铁加入到配制的均苯三甲酸溶液中，在80℃的温度下反应10小时后离心、无水乙醇洗涤三遍后干燥，得到表面羧基修饰多孔无定形氢氧化铁。
图1为所制备的表面羧基修饰多孔无定形氢氧化铁的XRD图，由图1可以看出：所制备的表面羧基修饰多孔无定形氢氧化铁没有明显的特征衍射峰，表明了其结构为无定形。
图2为所制备的表面羧基修饰多孔无定形氢氧化铁的红外图谱，由图2可以看出：所制备表面羧基修饰多孔无定形氢氧化铁在1320和1625cm-1表现出明显的红外吸收峰，归属于-COOH的特征峰，表明所制备的材料表面存在大量的羧基。
利用扫描电镜观察所得表面羧基修饰多孔无定形氢氧化铁，可以看出：所制备的表面羧基修饰多孔无定形氢氧化铁呈圆球状，粒径为60～70nm。
通过观察所制备的表面羧基修饰多孔无定形氢氧化铁的孔径分布图，可以看出：所制备的表面羧基修饰多孔无定形氢氧化铁的孔径在7～9nm。
图3为所制备的表面羧基修饰多孔无定形氢氧化铁的N2吸附脱附曲线图，通过BET计算可知所制备的表面羧基修饰多孔无定形氢氧化铁的比表面积高达405m2/g，有利于后续的重金属离子的固化吸附。
实施例2
(1)称取1.75g氢氧化镁(粒径为10nm，0.03mol)于250mL的烧杯中，加入100mL去离子水，超声得到均匀的氢氧化镁悬浊液；称取2.45g柠檬酸铁(0.01mol)于250mL的烧杯中，加入100mL去离子水，超声得到柠檬酸铁溶液。
(2)将氢氧化镁悬浊液与柠檬酸铁溶液加入转速为2500r/min的反应器中充分反应2分钟后将所得的悬浊液倒入500mL的水热釜中，在145℃下反应6小时后，待冷却至室温后将沉淀物离心、去离子水洗涤3遍后干燥，得到镁掺杂无定形氢氧化铁。
(3)称取36.4g柠檬酸铵(0.15mol)于250mL的烧杯中，加入100mL去离子水充分溶解后，得到柠檬酸铵溶液；将1.5g镁掺杂无定形氢氧化铁加入到配制的柠檬酸铵溶液中，在60℃的温度下反应6小时后离心、去离子水洗涤三遍后干燥，得到多孔氢氧化铁。
(4)称取0.5g均苯三甲酸于250mL的烧杯中，加入100mL无水乙醇充分溶解后，得到均苯三甲酸溶液；将1g多孔氢氧化铁加入到配制的均苯三甲酸溶液中，在80℃的温度下反应4小时后离心、无水乙醇洗涤三遍后干燥，得到表面羧基修饰多孔无定形氢氧化铁。
图4为所制备的表面羧基修饰多孔无定形氢氧化铁的扫描电镜图，由图4可以看出：所制备的表面羧基修饰多孔无定形氢氧化铁呈圆球状，粒径约为80nm。
通过观察所制备的表面羧基修饰多孔无定形氢氧化铁的孔径分布图，可以看出：所制备的表面羧基修饰多孔无定形氢氧化铁的孔径在9～11nm。
利用实施例1的方法测定所得表面羧基修饰多孔无定形氢氧化铁的比表面积，结果为：400m2/g。
实施例3
(1)称取3.5g氢氧化镁(粒径为20nm，0.06mol)于250mL的烧杯中，加入100mL去离子水，超声得到均匀的氢氧化镁悬浊液；称取8.08g硝酸铁(0.033mol)于250mL的烧杯中，加入100mL去离子水，超声得到硝酸铁溶液。
(2)将氢氧化镁悬浊液与硝酸铁溶液加入转速为3500r/min的反应器中充分反应2分钟后将所得的悬浊液倒入500mL的水热釜中，在135℃下反应8小时后，待冷却至室温后将沉淀物离心、去离子水洗涤3遍后干燥，得到镁掺杂无定形氢氧化铁。
(3)称取36.4g柠檬酸铵(0.15mol)于250mL的烧杯中，加入100mL去离子水充分溶解后，得到柠檬酸铵溶液；将1g镁掺杂无定形氢氧化铁加入到配制的柠檬酸铵溶液中，在70℃的温度下反应7小时后离心、去离子水洗涤三遍后干燥，得到多孔氢氧化铁。
(4)称取0.3g均苯三甲酸于250mL的烧杯中，加入100mL无水乙醇充分溶解后，得到均苯三甲酸溶液；将1g多孔氢氧化铁加入到配制的均苯三甲酸溶液中，在80℃的温度下反应4小时后离心、无水乙醇洗涤三遍后干燥，得到表面羧基修饰多孔无定形氢氧化铁。
图5为所制备的表面羧基修饰多孔无定形氢氧化铁的孔径分布图，由图5可以看出：所制备的表面羧基修饰多孔无定形氢氧化铁的孔径在4nm左右。
利用实施例1的方法测定所得表面羧基修饰多孔无定形氢氧化铁的比表面积，结果为：420m2/g。
利用实施例2的方法测定所得表面羧基修饰多孔无定形氢氧化铁的粒径，结果为：40～50nm。
对比例1
与实施例1的区别为：将均苯三甲酸替换为邻苯二甲酸，其余与实施例1相同。
利用实施例3的方法测试所得材料的粒径、孔径和比表面积，结果为：粒径为70nm，孔径为10nm，比表面积为398m2/g。
对比例2
与实施例1的区别为：不进行(3)，其余与实施例1相同。
利用实施例3的方法测试所得材料的粒径、孔径和比表面积，结果为：粒径为200～220nm，孔径为10～15nm，比表面积为160m2/g。
性能测试
一、固化率测定
分别称取0.1g实施例1制备的表面羧基修饰多孔无定形氢氧化铁、对比例1的材料和对比例2的材料，分别置于1L的烧杯中，加入100g镉、砷复合污染的土壤，加入50mL去离子水，磁力搅拌后静止7天后，采用CaCl2提取法检测修复后土壤中游离态镉和砷的含量，以得到材料对镉和砷的固化率。结果表明：7天后实施例1所制备的表面羧基修饰多孔无定形氢氧化铁对镉的固化率为99.5％，对砷的固化率为99.8％。而对比例1所制备的材料对镉的固化率为78.2％，对砷的固化率为63.2％；对比例2所制备的材料对镉的固化率仅有27.4％，砷的固化率为15.7％，以上数据表明本发明所制备的表面羧基修饰多孔无定形氢氧化铁展示出极高的修复效率。
二、最大吸附量的测定
最大吸附量按照公式1进行计算：
qmax＝(C初始-C平衡)×V原溶液/m吸附剂 公式1；
公式1中，C初始为初始重金属离子的浓度，C平衡为吸附平衡后溶液中重金属离子的浓度，V原溶液为原溶液的体积，m吸附剂为所称取吸附剂的质量。
实施例1所制备的材料对镉的最大吸附量的测定：称取0.1g实施例1所得材料，分散到100mL浓度为1000mg/L的硝酸镉溶液中，磁力搅拌(200r/min)5h后，取5mL溶液后采用0.2μm过滤器过滤，利用ICP-OES测定其中Cd的溶度为104mg/L，经计算其最大吸附量为896mg/g。
实施例1所制备的材料对砷的最大吸附量的测定：称取0.1g实施例1所得材料，分散到100mL浓度为400mg/L的亚砷酸钠溶液中，磁力搅拌(200r/min)6h后，取5mL溶液后采用0.2μm过滤器过滤，利用ICP-OES测定其中As的溶度为152mg/L，经计算其最大吸附量为248mg/g。
实施例2所制备的材料对镉的最大吸附量的测定：称取0.1g实施例2所得材料，分散到100mL浓度为1000mg/L的硝酸镉溶液中，磁力搅拌(200r/min)5h后，取5mL溶液后采用0.2μm过滤器过滤，利用ICP-OES测定其中Cd的溶度为128mg/L，经计算其最大吸附量为872mg/g。
实施例2所制备的材料对砷的最大吸附量的测定：称取0.1g实施例2所得材料，分散到100mL浓度为400mg/L的亚砷酸钠溶液中，磁力搅拌(200r/min)6h后，取5mL溶液后采用0.2μm过滤器过滤，利用ICP-OES测定其中As的溶度为176mg/L，经计算其最大吸附量为224mg/g。
实施例3所制备的材料对镉的最大吸附量的测定：称取0.1g实施例3所得材料，分散到100mL浓度为1000mg/L的硝酸镉溶液中，磁力搅拌(200r/min)5h后，取5mL溶液后采用0.2μm过滤器过滤，利用ICP-OES测定其中Cd的溶度为119mg/L，经计算其最大吸附量为881mg/g。
实施例3所制备的材料对砷的最大吸附量的测定：称取0.1g实施例3所得材料，分散到100mL浓度为400mg/L的亚砷酸钠溶液中，磁力搅拌(200r/min)6h后，取5mL溶液后采用0.2μm过滤器过滤，利用ICP-OES测定其中As的溶度为166mg/L，经计算其最大吸附量为234mg/g。
对比例1所制备的材料对镉的最大吸附量的测定：称取0.1g对比例1所得材料，分散到100mL浓度为1000mg/L的硝酸镉溶液中，磁力搅拌(200r/min)5h后，取5mL溶液后采用0.2μm过滤器过滤，利用ICP-OES测定其中Cd的溶度为348mg/L，经计算其最大吸附量为652mg/g。
对比例1所制备的材料对砷的最大吸附量的测定：称取0.1g对比例1所得材料，分散到100m浓度为400mg/L的亚砷酸钠溶液中，磁力搅拌(200r/min)6h后，取5mL溶液后采用0.2μm过滤器过滤，利用ICP-OES测定其中As的溶度为257mg/L，经计算其最大吸附量为143mg/g。
对比例2所制备的材料对镉的最大吸附量的测定：称取0.1g对比例2所得材料，分散到100mL浓度为1000mg/L的硝酸镉溶液中，磁力搅拌(200r/min)5h后，取5mL溶液后采用0.2μm过滤器过滤，利用ICP-OES测定其中Cd的溶度为776mg/L，经计算其最大吸附量为224mg/g。
对比例2所制备的材料对砷的最大吸附量的测定：称取0.1g对比例2所得材料，分散到100mL浓度为400mg/L的亚砷酸钠溶液中，磁力搅拌(200r/min)6h后，取5mL溶液后采用0.2μm过滤器过滤，利用ICP-OES测定其中As的溶度为363mg/L，经计算其最大吸附量为37mg/g。
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)
1.一种原位吸附材料，其特征在于，包括多孔无定形氢氧化铁和修饰在所述多孔无定形氢氧化铁表面的羧基基团。
2.权利要求1所述的原位吸附材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将氢氧化镁悬浊液和可溶性铁盐混合，进行沉淀反应，得到镁掺杂无定形氢氧化铁；
将所述镁掺杂无定形氢氧化铁进行刻蚀，得到多孔氢氧化铁；
将所述多孔氢氧化铁和均苯三甲酸溶液混合，进行自组装反应，得到所述原位吸附材料。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述氢氧化镁悬浊液的浓度为0.3～1.2mol/L；所述氢氧化镁悬浊液中氢氧化镁的粒径≤30nm。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述可溶性铁盐包括乙酸铁、柠檬酸铁和硝酸铁中的一种或多种；所述可溶性铁盐以可溶性铁盐溶液的形式使用；所述可溶性铁盐溶液的浓度为0.1～0.4mol/L。
5.根据权利要求2或3或4所述的制备方法，其特征在于，所述沉淀反应的温度为115～145℃，时间为4～8小时。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述刻蚀的刻蚀剂包括铵盐；所述铵盐以铵盐溶液的形式使用；所述铵盐溶液的浓度为0.5～2mol/L。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述铵盐包括柠檬酸铵、乙酸铵和丁二酸铵中的一种或多种。
8.根据权利要求2或6或7所述的制备方法，其特征在于，所述刻蚀的温度为35～85℃，时间为4～12小时。
9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述均苯三甲酸溶液的浓度为0.5～5g/L；所述自组装反应的温度为75～95℃，时间为4～12小时。
10.权利要求1所述的原位吸附材料或权利要求2～9任一项所述的制备方法得到的原位吸附材料在原位固化吸附处理重金属镉和砷中的应用。
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| GR01 | Patent grant | ||
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