[发明专利]一种锰掺杂羟基磷灰石材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种锰掺杂羟基磷灰石材料及其制备方法和应用。本发明的锰掺杂羟基磷灰石材料的制备方法包括以下步骤：1)将钙盐和锰盐配制成钙盐‑锰盐混合溶液，并将磷酸或/和磷酸盐配制成含磷溶液；2)将含磷溶液加入钙盐‑锰盐混合溶液中，混合均匀，得到混合液；3)将混合液的pH调节至9.0～11.5，再进行陈化处理，再分离出沉淀产物进行洗涤、干燥、研磨和筛分，即得锰掺杂羟基磷灰石材料。本发明的锰掺杂羟基磷灰石材料具有高比表面积和发达的孔隙结构，且制备过程简单、反应条件温和、低耗能，将其用于铅、镉等重金属的吸附具有吸附容量大、吸附稳定性好等优点，适合进行大规模工业化应用。

技术领域

本发明涉及吸附材料技术领域，具体涉及一种锰掺杂羟基磷灰石材料及其制备方法和应用。

背景技术

土壤中的铅主要来源于工业活动产生的含铅废渣、含铅粉尘等，而随着降雨的发生土壤和大气中的铅又会进入水体，从而造成水污染。天然水体中镉的含量很低，水中的镉主要来源于工业活动产生的含镉废水和含镉矿渣。铅和镉是两种危害很大的重金属污染物，它们在环境系统中迁移性较高，可以随着食物链在人体内富集，会严重威胁人体健康(例如：铅会造成人神经系统失调，镉会导致人骨骼软化易断)。

因此，开发一种对于铅、镉等重金属具有优异吸附效果的吸附材料具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锰掺杂羟基磷灰石材料及其制备方法和应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种锰掺杂羟基磷灰石材料的制备方法包括以下步骤：

1)将钙盐和锰盐配制成钙盐-锰盐混合溶液，并将磷酸或/和磷酸盐配制成含磷溶液；

2)将含磷溶液加入钙盐-锰盐混合溶液中，混合均匀，得到混合液；

3)将混合液的pH调节至9.0～11.5，再进行陈化处理，再分离出沉淀产物进行洗涤、干燥、研磨和筛分，即得锰掺杂羟基磷灰石材料。

优选的，步骤1)所述钙盐、锰盐、磷酸或/和磷酸盐的摩尔比为0.7～1.6:0.05～0.85:1。

进一步优选的，步骤1)所述钙盐、锰盐、磷酸或/和磷酸盐的摩尔比为0.7～1.0:0.05～0.3:1。

优选的，步骤1)所述钙盐为硝酸钙、氯化钙、氢氧化钙中的至少一种。

优选的，步骤1)所述锰盐为氯化锰、硝酸锰中的至少一种。

优选的，步骤1)所述磷酸盐为磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠中的至少一种。

优选的，步骤1)所述钙盐-锰盐混合溶液中钙的浓度为0.070mol/L～0.095mol/L，锰的浓度为0.005mol/L～0.030mol/L。

优选的，步骤1)所述钙盐-锰盐混合溶液中的溶剂为水。

优选的，步骤1)所述含磷溶液中磷的浓度为0.08mol/L～0.12mol/L。

优选的，步骤1)所述含磷溶液中的溶剂为水。

优选的，步骤2)所述含磷溶液通过滴加的方式添加，滴加的速度为1mL/min～5mL/min。

优选的，步骤2)所述混合的方式为搅拌，搅拌时间为2h～4h。

优选的，步骤3)中将混合液的pH调节至9.5～11.0。

优选的，步骤3)中通过氨水调节pH。

优选的，步骤3)所述陈化处理的时间为24h～48h。

优选的，步骤3)中通过离心分离出沉淀产物。