[发明专利]一种多孔结构镧基氢氧化物的制备方法及应用

说明书

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种多孔结构镧基氢氧化物的制备方法及应用。本发明通过在常温常压下合成La‑MOF前驱体，并采用碱处理加入保护剂的前驱体粉末制备镧基氢氧化物材料，得到的镧基氢氧化物有更丰富的孔结构，并具有优异的吸附除磷性能，对于污水、废水的处理具有重要意义，同时本发明制备方法简单，不涉及高温高压，使得制备方法更加安全，更加适用于工业化生产。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种多孔结构镧基氢氧化物的制备方法及应用。

背景技术

磷是地球上所有生物不可缺少的元素之一，水体中适当的磷有助于水生生态系统的平衡，但是，当水体磷浓度过高时会导致水体富营养化，对水生生态系统构成严重威胁。目前，磷去除方法包括沉淀、生物处理、结晶、膜技术和吸附方法等，其中吸附法的化学药剂用量小，成本相对较低，吸附效率高，去除率快，被认为是去除磷的最佳方法。

在众多吸附材料中，镧基氢氧化物形成了稳定的吸附构型，对磷的吸附容量较大，是一类具有潜力的吸附材料。现有制备镧基氢氧化物吸附剂的技术方法主要为两类：一类方法是负载法，具体是将氢氧化镧负载在其他材料上，但这类方法面临负载难度大、负载不稳定等问题。另一类是聚合沉淀法，具体是将镧盐与碱试剂直接聚合，生成沉淀氢氧化镧，但这类方法得到的产物为纳米级的材料，很容易团聚，使得材料的活性吸附位点暴露不完全。

因此，如何提供一种多孔结构镧基氢氧化物的制备方法，该氢氧化物具备多孔、稳定，且充分暴露活性位点是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种多孔结构镧基氢氧化物的制备方法及应用。通过在常温常压下合成前驱体La-MOF，并采用碱处理加入保护剂的前驱体粉末制备镧基氢氧化物材料，得到的镧基氢氧化物有更丰富的孔结构，并具有优异的吸附除磷性能。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种多孔结构镧基氢氧化物的制备方法，包括：

所述多孔结构镧基氢氧化物通过碱试剂处理经保护剂保护的La-MOF前驱体制备得到。

进一步的，所述多孔结构镧基氢氧化物的制备方法，具体包括如下步骤：在La-MOF前驱体中加入保护剂，搅拌混合均匀后，再加入碱试剂，以500 rpm持续搅拌6h以上，收集固体产物，经清洗干燥后，即得多孔结构镧基氢氧化物。

进一步的，所述碱试剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的一种。

优选的，所述氢氧化钠和氢氧化钾的浓度为0.1mol/L；所述氨水的浓度为1mol/L。

值得说明的是，在本发明的方案选用的碱试剂中氢氧化钠和氢氧化钾为强碱，氨水为弱碱，当碱试剂采用弱碱使产物转化为氢氧化物时，弱碱的选择只能选用氨水，若采用其他碳酸类弱碱，最终产物则不是氢氧化物。

进一步的，所述碱试剂、保护剂与La-MOF前驱体的体积质量比为95mL:5mL:1g。

优选的，所述保护剂为无水乙醇。

优选的，所述持续搅拌的时间为6h。

进一步的，所述清洗干燥为使用水清洗3次以上，在60℃条件下真空干燥。

进一步的，所述La-MOF前驱体的制备方法，具体包括如下步骤：

S1、将镧盐溶于溶剂水中得到镧盐溶液，有机配体溶于极性有机溶剂得到有机配体溶液。

S2、在室温条件下，将有机配体溶液加入镧盐溶液中，以800 rpm以上的转速搅拌1h，形成白色沉淀。