CN117599742A - 一种核壳结构磷酸锆包覆体材料的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及磷酸锆包覆体材料技术领域，提出了一种核壳结构磷酸锆包覆体材料的合成方法，包括以下步骤：S1、将硫酸溶液和氢氧化钡溶液混合反应后，得到混合物I；S2、向混合物I中加入氯化氧锆和草酸溶液混合后，得到混合物II；S3、向混合物II中加入磷酸进行反应后，得到核壳结构磷酸锆包覆体材料。通过上述技术方案，解决了现有技术中磷酸锆利用率低、成本高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及磷酸锆包覆体材料技术领域，具体的，涉及一种核壳结构磷酸锆包覆体材料的合成方法。
背景技术
磷酸锆是一种具有层状结构的晶体，具有很强的离子交换能力，化学稳定性高，在吸附重金属方面具有很好的应用前景，但其利用率较低，吸附性能不能很好的发挥，而且成本较高，因此限制了磷酸锆的广泛的应用。所以，需要提高磷酸锆的利用率，降低其使用成本，提高其吸附性能。
发明内容
本发明提出一种核壳结构磷酸锆包覆体材料的合成方法，解决了相关技术中磷酸锆利用率低、成本高的问题。
本发明的技术方案如下：
一种核壳结构磷酸锆包覆体材料的合成方法，包括以下步骤：
S1、将硫酸溶液和氢氧化钡溶液混合反应后，得到混合物I；
S2、向混合物I中加入氯化氧锆和草酸溶液混合后，得到混合物II；
S3、向混合物II中加入磷酸进行反应后，得到核壳结构磷酸锆包覆体材料。
作为进一步的技术方案，所述氯化氧锆中Zr与氢氧化钡溶液中Ba的摩尔比为1:1-2。
作为进一步的技术方案，所述S2为，向混合物I中先加入氯化氧锆，再加入草酸溶液混合后，得到混合物II。
作为进一步的技术方案，所述S3中反应的温度为90℃，反应的时间为3-5h。
作为进一步的技术方案，所述氢氧化钡溶液的摩尔浓度为0.01-0.30mol/L。
作为进一步的技术方案，所述氢氧化钡溶液的摩尔浓度为0.02-0.28mol/L。
作为进一步的技术方案，所述硫酸溶液的摩尔浓度为0.1-1.5mol/L。
作为进一步的技术方案，所述硫酸溶液的摩尔浓度为0.1-1.4mol/L。
作为进一步的技术方案，所述氯化氧锆的摩尔浓度为0.1mol/L。
作为进一步的技术方案，所述S3为向混合物II中加入磷酸进行反应后，经过滤，洗涤、烘干、研磨后，得到核壳结构磷酸锆包覆体材料。
作为进一步的技术方案，所述洗涤为依次使用水、乙醇进行洗涤。
本发明包括一种核壳结构磷酸锆包覆体材料的合成方法合成的核壳结构磷酸锆包覆体材料。
本发明包括一种核壳结构磷酸锆包覆体材料作为重金属吸附剂的应用。
本发明的工作原理及有益效果为：
1、本发明中，氢氧化钡与硫酸生成硫酸钡沉淀，作为核壳结构磷酸锆包覆体材料的“核”，然后直接在体系中加入锆原料（氯化氧锆）、草酸、磷酸，使磷酸锆在硫酸钡固体表面继续生长成“壳”，包裹住硫酸钡，从而形成核壳结构，使得制备得到的核壳结构磷酸锆包覆体材料对重金属具有较好的吸附性，提高磷酸锆的利用率，降低磷酸锆的使用成本。
2、本发明中，限定氯化氧锆中Zr与硫酸溶液中Ba的摩尔比为1:1-2，可以进一步提高制备得到的核壳结构磷酸锆包覆体材料对重金属的吸附性。
3、本发明发现，氯化氧锆和草酸的加入顺序对制备样品的吸附能力有一定影响，先加入氯化氧锆再加入草酸，可以提高制备得到的核壳结构磷酸锆包覆体材料对重金属的吸附性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例1中磷酸锆包覆体扫描电子显微镜（SEM）形貌图（2万倍）及元素分析图；
图2为本发明实施例1中磷酸锆包覆体扫描电子显微镜（SEM）形貌图（2万倍）及元素分析图；
图3为本发明实施例2中磷酸锆包覆体扫描电子显微镜（SEM）形貌图（2万倍）及元素分析图；
图4为本发明实施例3中磷酸锆包覆体扫描电子显微镜（SEM）形貌图（4万倍）及元素分析图；
图5为本发明实施例4中磷酸锆包覆体扫描电子显微镜（SEM）形貌图（4万倍）及元素分析图；
图6为本发明实施例4中磷酸锆包覆体扫描电子显微镜（SEM）形貌图（4万倍）及元素分析图；
图7为本发明实施例5中磷酸锆包覆体扫描电子显微镜（SEM）形貌图（2万倍）及元素分析图；
图8为本发明对比例1中制备得到样品的扫描电子显微镜（SEM）形貌图（500倍和2万倍）；
图中：左图放大倍数为500倍，右图放大倍数为2万倍；
图9为本发明对比例2中硫酸钡扫描电子显微镜（SEM）形貌图（2万倍）。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
下述实施例和对比例中，合成过程均在90℃恒温水浴锅搅拌条件下进行。
实施例1
一种核壳结构磷酸锆包覆体材料的合成方法，包括以下步骤：
S1、将硫酸溶液（0.1mol/L，20mL）和氢氧化钡溶液（0.02mol/L，50mL）混合后反应0.5h，得到混合物I；
S2、向混合物I中先加入氯化氧锆（0.1mol/L，20mL），再加入草酸溶液（1mol/L，20mL）混合15min后，得到混合物II；
S3、向混合物II中加入浓磷酸（85wt%，5mL）进行反应5h后，将所得沉淀离心，依次使用水、乙醇进行洗涤后，经烘干、研磨，得到核壳结构磷酸锆包覆体材料。
实施例2
一种核壳结构磷酸锆包覆体材料的合成方法，包括以下步骤：
S1、将硫酸溶液（0.2mol/L，20mL）和氢氧化钡溶液（0.04mol/L，50mL）混合后反应0.5h，得到混合物I；
S2、向混合物I中先加入氯化氧锆（0.1mol/L，20mL），再加入草酸溶液（1mol/L，20mL）混合15min后，得到混合物II；
S3、向混合物II中加入浓磷酸（85wt%，5mL）进行反应5h后，将所得沉淀离心，依次使用水、乙醇进行洗涤后，经烘干、研磨，得到核壳结构磷酸锆包覆体材料。
实施例3
一种核壳结构磷酸锆包覆体材料的合成方法，包括以下步骤：
S1、将硫酸溶液（0.4mol/L，20mL）和氢氧化钡溶液（0.08mol/L，50mL）混合后反应0.5h，得到混合物I；
S2、向混合物I中先加入氯化氧锆（0.1mol/L，20mL），再加入草酸溶液（1mol/L，20mL）混合15min后，得到混合物II；
S3、向混合物II中加入浓磷酸（85wt%，5mL）进行反应5h后，将所得沉淀离心，依次使用水、乙醇进行洗涤后，经烘干、研磨，得到核壳结构磷酸锆包覆体材料。
实施例4
一种核壳结构磷酸锆包覆体材料的合成方法，包括以下步骤：
S1、将硫酸溶液（1mol/L，20mL）和氢氧化钡溶液（0.2mol/L，50mL）混合后反应0.5h，得到混合物I；
S2、向混合物I中先加入氯化氧锆（0.1mol/L，20mL），再加入草酸溶液（1mol/L，20mL）混合15min后，得到混合物II；
S3、向混合物II中加入浓磷酸（85wt%，5mL）进行反应5h后，将所得沉淀离心，依次使用水、乙醇进行洗涤后，经烘干、研磨，得到核壳结构磷酸锆包覆体材料。
实施例5
本实施例与实施例3的不同之处在于，S2中向混合物I中先加入草酸溶液（1mol/L，20mL），再加入氯化氧锆（0.1mol/L，20mL）。
对比例1
本对比例与实施例3的不同之处在于，不添加草酸。
对比例2
硫酸钡的制备方法为：将硫酸溶液（0.4mol/L，20mL）滴加到氢氧化钡溶液（0.08mol/L，50mL）反应5h，过滤洗涤，得到硫酸钡。
试验例
（1）对实施例1-5中制备得到的核壳结构磷酸锆包覆体材料样品进行电镜扫描及元素分析，将对比例1制备得到的材料及对比例2制备的硫酸钡进行电镜扫描。
扫描电镜及元素分析图如图1-9所示，图1-2均为实施例1中的核壳结构磷酸锆包覆体材料的电镜图及元素分析图，区别在于图1-2元素分析点位不同，从图1-2中的SEM图可以看出，当Zr:Ba=1:0.5时样品中出现了分相现象，并且除了有磷酸锆包覆体纳米片之外，还出现了类似团雾的物质，通过元素分析，发现类似团雾的物质锆含量很高，有可能是未在硫酸钡表面生长的多余的锆元素形成的磷酸锆物质。由此可以判断当Zr:Ba=1:0.5时锆元素过量，不利于提高磷酸锆的利用率及成本的降低。
图5-6均为实施例4中的核壳结构磷酸锆包覆体材料的电镜图及元素分析图，区别在于图5-6元素分析点位不同，从图5-6中的SEM图可以看出，当Zr:Ba=1:5时制备的样品中也出现了分相现象，样品中有大块微米片生成，该大块微米片经元素分析发现为硫酸钡，这说明当Zr:Ba=1:5时硫酸钡过量，也不利于磷酸锆包覆体的制备；并且能谱检测结果表明大块微米片含有元素钡、硫、氧、锆元素（碳是导电胶含有的元素），磷与锆元素峰位重叠，证明该样品同时具有磷酸锆和硫酸钡，根据本发明中的方案可知，硫酸钡固体先于磷酸锆产生，因此磷酸锆只能存在硫酸钡的外表面。
图3、图4、图7分别为实施例2、实施例3、实施例5的核壳结构磷酸锆包覆体材料的电镜图及元素分析图，图3、图4、图7的SEM图均不存在分相现象、类似团雾的物质及大块微米片。因此当Zr:Ba=1:1-2或更改草酸和氯化氧锆的加入顺序时，制备的样品中磷酸锆较为完全包覆硫酸钡，且不存在或极少存在锆元素过量，可以提高磷酸锆的利用率，降低使用成本。
图8为对比例1制备的磷酸锆包覆体的SEM图，从图8中可以看出，不加草酸制备的样品，制备的磷酸锆包覆体的形貌存在显著的差异，并且磷酸锆并未包覆在硫酸钡表面，而是与硫酸钡堆叠在一起形成大型块状材料，说明加入草酸可以让磷酸锆很好的在硫酸钡表面生成，可以提高磷酸锆的利用率，降低使用成本。
（2）将实施例2-3、实施例5中制备得到的核壳结构磷酸锆包覆体材料，及对比例2中制备的硫酸钡，进行吸附重金属Pb试验，具有试验方法如下：
将20mg核壳结构磷酸锆包覆体材料加入到30mg/L的硝酸铅溶液（浓度为铅离子质量），超声混合5min，磁力搅拌90min后，过滤，取清液进行原子吸收光谱仪分析Pb的浓度，计算样品的吸附量及磷酸锆包覆体中磷酸锆对Pb的吸附量，结果如表1所示；
表1实施例中核壳结构磷酸锆包覆体材料的性能测定结果
实施例5与实施例3的不同之处在于，实施例5先加入草酸溶液再加入氯化氧锆，结果实施例3制备得到的磷酸锆包覆体对Pb的吸附量及磷酸锆包覆体中Zr(HPO4)2对Pb的吸附量均高于实施例5，说明在磷酸锆包覆体制备过程中，先加入氯化氧锆再加入草酸溶液，可以提高磷酸锆包覆体中磷酸锆对Pb的吸附量。
与实施例2相比，实施例3磷酸锆包覆体中磷酸锆的质量占比低于实施例2，但磷酸锆包覆体中磷酸锆的吸附量高于实施例2，说明当Zr:Ba的摩尔比为1:2时，可以提高磷酸锆包覆体中磷酸锆的利用率，降低磷酸锆的使用成本。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，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之内。
Claims (10)
1.一种核壳结构磷酸锆包覆体材料的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将硫酸溶液和氢氧化钡溶液混合反应后，得到混合物I；
S2、向混合物I中加入氯化氧锆和草酸溶液混合后，得到混合物II；
S3、向混合物II中加入磷酸进行反应后，得到核壳结构磷酸锆包覆体材料。
2.根据权利要求1所述的一种核壳结构磷酸锆包覆体材料的合成方法，其特征在于，所述氯化氧锆中Zr与氢氧化钡溶液中Ba的摩尔比为1:1-2。
3.根据权利要求1所述的一种核壳结构磷酸锆包覆体材料的合成方法，其特征在于，所述S2为，向混合物I中先加入氯化氧锆，再加入草酸溶液混合后，得到混合物II。
4.根据权利要求1所述的一种核壳结构磷酸锆包覆体材料的合成方法，其特征在于，所述S3中反应的温度为90℃，反应的时间为3-5h。
5.根据权利要求1所述的一种核壳结构磷酸锆包覆体材料的合成方法，其特征在于，所述氢氧化钡溶液的摩尔浓度为0.01-0.30mol/L。
6.根据权利要求1所述的一种核壳结构磷酸锆包覆体材料的合成方法，其特征在于，所述硫酸溶液的摩尔浓度为0.1-1.5mol/L。
7.根据权利要求1所述的一种核壳结构磷酸锆包覆体材料的合成方法，其特征在于，所述S3为向混合物II中加入磷酸进行反应后，经过滤，洗涤、烘干、研磨后，得到核壳结构磷酸锆包覆体材料。
8.根据权利要求7所述的一种核壳结构磷酸锆包覆体材料的合成方法，其特征在于，所述洗涤为依次使用水、乙醇进行洗涤。
9.根据权利要求1-7中任意一项所述的一种核壳结构磷酸锆包覆体材料的合成方法合成的核壳结构磷酸锆包覆体材料。
10.根据权利要求9所述的一种核壳结构磷酸锆包覆体材料作为重金属吸附剂的应用。
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Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006199560A (ja) * | 2005-01-24 | 2006-08-03 | Tosoh Corp | 硫酸化ジルコニアを含む新規な構造体およびその製造方法 |
| CN1935356A (zh) * | 2006-08-18 | 2007-03-28 | 南京大学 | 一种对重金属具有高选择性的树脂基吸附剂及其制备方法 |
| CN101475215A (zh) * | 2009-01-06 | 2009-07-08 | 重庆科昌科技有限公司 | 一种复合二氧化钛及其制备方法 |
| CN101947434A (zh) * | 2010-09-10 | 2011-01-19 | 北京化工大学 | 层状草甘膦锆用作铅离子吸附材料 |
| CN108862225A (zh) * | 2018-07-26 | 2018-11-23 | 绵竹耀隆化工有限公司 | 一种批量制备纳米级α-ZrP晶体的方法 |
| CN108940226A (zh) * | 2018-08-17 | 2018-12-07 | 云南圣清环保科技有限公司 | 一种用于重金属去除的生物质材料吸附剂及其制备方法与应用 |
| CN110124641A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-08-16 | 华中科技大学 | 一种放射性核素吸附材料及其制备方法和应用 |
| CN113663708A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-11-19 | 中化学朗正环保科技有限公司 | 一种高效光催化材料及其制备方法和应用 |
| CN114436320A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-05-06 | 青岛科技大学 | 一种核壳结构氧化锌的制备方法及其所得的氧化锌 |
| CN115041128A (zh) * | 2022-05-26 | 2022-09-13 | 中国地质大学（武汉） | 矿物基重金属污染修复剂及其制备方法和应用 |
| CN115732648A (zh) * | 2021-08-30 | 2023-03-03 | 中国科学院化学研究所 | 一种具有高环境耐受力的包覆型三元材料及其制备方法和应用 |
-
2023
- 2023-11-29 CN CN202311614172.3A patent/CN117599742A/zh active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006199560A (ja) * | 2005-01-24 | 2006-08-03 | Tosoh Corp | 硫酸化ジルコニアを含む新規な構造体およびその製造方法 |
| CN1935356A (zh) * | 2006-08-18 | 2007-03-28 | 南京大学 | 一种对重金属具有高选择性的树脂基吸附剂及其制备方法 |
| CN101475215A (zh) * | 2009-01-06 | 2009-07-08 | 重庆科昌科技有限公司 | 一种复合二氧化钛及其制备方法 |
| CN101947434A (zh) * | 2010-09-10 | 2011-01-19 | 北京化工大学 | 层状草甘膦锆用作铅离子吸附材料 |
| CN108862225A (zh) * | 2018-07-26 | 2018-11-23 | 绵竹耀隆化工有限公司 | 一种批量制备纳米级α-ZrP晶体的方法 |
| CN108940226A (zh) * | 2018-08-17 | 2018-12-07 | 云南圣清环保科技有限公司 | 一种用于重金属去除的生物质材料吸附剂及其制备方法与应用 |
| CN110124641A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-08-16 | 华中科技大学 | 一种放射性核素吸附材料及其制备方法和应用 |
| CN113663708A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-11-19 | 中化学朗正环保科技有限公司 | 一种高效光催化材料及其制备方法和应用 |
| CN115732648A (zh) * | 2021-08-30 | 2023-03-03 | 中国科学院化学研究所 | 一种具有高环境耐受力的包覆型三元材料及其制备方法和应用 |
| CN114436320A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-05-06 | 青岛科技大学 | 一种核壳结构氧化锌的制备方法及其所得的氧化锌 |
| CN115041128A (zh) * | 2022-05-26 | 2022-09-13 | 中国地质大学（武汉） | 矿物基重金属污染修复剂及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| BINGCAI PAN等: ""Selective heavy metals removal from waters by amorphous zirconium phosphate: Behavior and mechanism"", 《WATER RESEARCH》, vol. 41, 12 April 2007 (2007-04-12), pages 3103 - 3111, XP022125518, DOI: 10.1016/j.watres.2007.03.004 * |
| YIFU HU等: ""Phosphorus-zirconium co-doped walnut shell biochar prepared by pyrolysis for efficient Pb (II) captured from synthetic wastewater"", 《JOURNAL OF ENVIRONMENTAL CHEMICAL ENGINEERING》, vol. 11, 14 September 2023 (2023-09-14), pages 1 - 9 * |
| 邓南;王玉军;: "核壳型硫酸钡-氧化钛复合纳米材料的制备", 中国粉体技术, no. 01, pages 7 - 14 * |
| 陈桂光等: ""BaSO4/TiO2 复合颗粒制备及其光催化性质"", 《过 程 工 程 学 报》, vol. 5, no. 1, 17 March 2005 (2005-03-17), pages 66 - 69 * |
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