[发明专利]一种用于治理重金属-有机物污染的复合材料、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种用于治理重金属-有机物污染的复合材料，其特征在于，包括磷酸银-二氧化钛复合材料和零价铁复合材料，其中，所述零价铁复合材料为零价铁负载于吸附基材上；

优选地，所述磷酸银-二氧化钛复合材料是通过将磷酸银负载于二氧化钛上改性形成；

优选地，磷酸银-二氧化钛复合材料中，磷酸银和二氧化钛的摩尔比为0.1-0.6:1；

优选地，磷酸银-二氧化钛复合材料中磷酸银为球形或正六面体，且粒径为270-650nm；

优选地，所述磷酸银-二氧化钛复合材料和所述零价铁复合材料的重量比为1:2.5-5；

更优选地，所述吸附基材为活性碳纤维或生物炭颗粒；

所述用于治理重金属-有机物污染的复合材料为多层球状凝胶结构，其内层凝胶包覆有所述零价铁复合材料，外层凝胶包覆有磷酸银-二氧化钛复合材料；

优选地，所述内层凝胶和所述外层凝胶各自独立地选自海藻酸盐、琼脂、明胶、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇中的至少一种；

优选地，所述内层凝胶和所述外层凝胶均通过海藻酸钠和氯化钙的作用形成。

2.权利要求1中所述用于治理重金属-有机物污染的复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将所述磷酸银-二氧化钛复合材料和所述零价铁复合材料混合；

优选地，混合的过程包括如下步骤：将零价铁复合材料与海藻酸钠溶液混合，随后滴加至氯化钙溶液中进行一次反应，然后过滤得到内层凝胶；

将所述内层凝胶、所述磷酸银-二氧化钛复合材料和海藻酸钠溶液混合后过滤得到待包覆材料，然后将所述待包覆材料置于氯化钙溶液中进行二次反应，最后分离得到具有双层球状凝胶结构的复合材料；

优选地，在所述混合液进行所述一次反应之前，向所述混合液中通入氮气；更优选地，所述一次反应过程是在20-30℃下反应0.5-1.5h；进一步优选地，在过滤得到所述内层凝胶后洗去表面的氯化钙溶液；

优选地，在反应得到所述待包覆材料过程中是反应40-120s；

优选地，在将进行所述二次反应之前，将所述待包覆材料表面的海藻酸钠水洗去除；更优选地，所述二次反应的反应时间为4-6min。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述混合的过程是将所述磷酸银-二氧化钛复合材料和所述零价铁复合材料制成双层球状凝胶结构。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述混合的过程包括如下步骤：采用第一凝胶材料对所述零价铁复合材料进行包埋形成内层凝胶；采用含有磷酸银-二氧化钛复合材料的第二凝胶材料对所述内层凝胶进行包埋，形成具有双层球状凝胶结构的复合材料。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述磷酸银-二氧化钛复合材料的制备过程包括如下步骤：将二氧化钛、水和硝酸银混合后形成悬浮液；将所述悬浮液与磷酸钠溶液混合反应，再离心分离；

优选地，在离心分离之后进行洗涤，再将固体在50-70℃下干燥10-14h。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述悬浮液和所述磷酸钠溶液混合是将所述磷酸钠溶液滴加至所述悬浮液中，反应4-8h。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述零价铁复合材料的制备过程包括：将含铁化合物、水、吸附基材和强还原剂混合反应，再分离；其中，所述含铁化合物中铁的价态为三价或二价；

优选地，先将所述含铁化合物、所述水和所述活性碳纤维混合后，在将硼氢化钠强还原剂溶液滴加至混合液中反应20-40min；

更优选地，滴加速率为8-12mL/min，所述强还原剂的浓度为0.4-0.6M；

更优选地，在反应完成后将分离得到的产物进行洗涤并干燥；

进一步优选地，洗涤是采用乙醇进行多次洗涤，干燥是在50-70℃下干燥10-14h。