[发明专利]一种具有磁性的柿饼状铁酸铈/二氧化铈复合吸附剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种柿饼状铁酸铈/二氧化铈复合吸附剂及其制备方法，该方法包括以下步骤：将铈盐配制成铈盐的水溶液；在铈盐水溶液中加入乙二胺四乙酸，然后再加入盐酸，随后加入亚铁氰化钾溶液形成绿色沉淀，沉淀经过离心分离、去离子水洗涤三次、无水乙醇洗涤三次，烘干得到绿色前驱体；将所得的前驱体用控温马弗炉进行高温煅烧，自然冷却后得到柿饼状铁酸铈/二氧化铈复合物。本发明的柿饼状铁酸铈/二氧化铈可以用于吸附抗生素和染料领域。

技术领域

本发明属于无机功能材料技术领域，具体的说，涉及一种柿饼状铁酸铈/二氧化铈复合吸附剂及其制备方法。

背景技术

四环素类抗生素在水体中的残留水环境中抗生素的主要污染来源包括医用抗生素、 农林牧渔用抗生素(包括畜用抗生素、水产养殖业用抗生素和林业用抗生素等)、企业废水中的抗生素等。水体中抗生素会导致抗药性菌群的集聚以及耐药性基因的生成，从而导致微生物产生耐药性。目前去除四环素类抗生素的方法有多种，化学氧化法因为其能耗高、成本高而未被广泛使用。离子交换法以及反渗透法的缺点是成本高。又因为四环素的结构十分稳定，很难被生物降解，所以微生物法也不适用。吸附法因为操作简单，且效率高、成本低而被广泛研究，具有较好的应用前景。具有磁性的吸附剂可以实现吸附剂与溶液的分离，从而实现对吸附剂的回收和再利用。并且可以更方便的控制吸附进程，具有很好的实用价值。

金属有机框架（MOFs）是一类由金属 离子或簇组成的化合物，这些簇与有机配体配位形成一维、二维或三维结构。它们是配位聚合物的一个子类，其特殊之处在于它们通常是多孔的。以MOFs为前驱体制备铁酸铈/二氧化铈可以有效保留孔道结构，增加比表面积，从而提升吸附性能。前驱体中配体分解可产生还原性物质可以与铁元素反应产生磁性组分，可以用于高效磁分离吸附剂。

发明内容

本发明提供了一种具有磁性的柿饼状铁酸铈/二氧化铈复合吸附剂及其制备方法和应用，本发明在室温条件下，以铈盐和亚铁氰化钾为铈源和铁源，乙二胺四乙酸为配位剂，盐酸为沉淀剂得到前驱体，然后在高温下烧结得到具有磁性的柿饼状铁酸铈/二氧化铈纳米材料。该方法具有反应条件温和，工艺简单能耗低，耗时短的优点；本发明制备得到的纳米材料可以用于吸附抗生素和染料领域。

为了解决上述技术问题，本申请公开了一种具有磁性的柿饼状铁酸铈/二氧化铈复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将铈盐溶解在水中，配制成铈盐溶液；

步骤2、在搅拌的条件下，加入乙二胺四乙酸再加入盐酸；

步骤3、加入亚铁氰化钾溶液，生成绿色沉淀；沉淀经过离心分离去离子水洗涤三次，无水乙醇洗涤三次，烘干得到绿色的前驱体；

步骤4、将步骤3制备得到的绿色前驱体置于坩埚中，用控温马弗炉进行高温煅烧，自然冷却后得到柿饼状铁酸铈/二氧化铈复合吸附剂。

进一步地，所述的步骤1中的铈盐溶液浓度为0.05-0.5mol/L。

进一步地，所述的步骤1中的铈盐溶液为硫酸铈水溶液、乙酸铈水溶液、硝酸铈铵水溶液、硝酸铈水溶液或氯化铈水溶液中的一种或多种。

进一步地步骤2中的搅拌条件中的温度为15-30℃，转速为160-210 r/min。

进一步地步骤2中的铈盐和乙二胺四乙酸的摩尔比为1:0.5-1:3；铈盐溶液和盐酸的体积比为10:1-300:1。

进一步地步骤3中，亚铁氰化钾溶液的浓度为0.5 mol/L，铈盐和亚铁氰化钾的摩尔比为1:2-3:1。

进一步地步骤3中的反应温度为10-30℃，烘干温度为30-80℃。

进一步地步骤4中的煅烧温度为300-700℃，煅烧时间为0.5-4小时，升温速率为1-5℃/min。