一种用于去除水中有机膦的钇-锆-对苯二甲酸基复合磁性吸附材料、制备方法及其应用技术

本发明专利技术提供一种用于去除水中有机膦的钇

【技术实现步骤摘要】
一种用于去除水中有机膦的钇
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锆
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对苯二甲酸基复合磁性吸附材料、制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于水处理
，特别是涉及一种用于去除水中有机膦的钇
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锆
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对苯二甲酸基复合磁性吸附材料、制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]全球对向水体释放磷的限制越来越严格，关于磷排放，除无机磷，还应考虑其他定量相关的含磷化合物，如有机膦。有机膦是含有一个或多个C
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PO(OH)2基团，其C
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P键的化学稳定性优于无机磷中的P
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O
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P键。有机膦是用于造纸和纺织工业等许多不同工业部门的络合剂，作为漂白剂稳定剂、冷却设备中的硬度稳定剂、膜设备或家庭中的阻垢剂和清洁剂等，它们还广泛用于农业领域，由于其高效和低成本，在保护农作物和消灭昆虫方面发挥着至关重要的作用。然而，有机膦的广泛应用会造成在水体中的残留，导致环境污染，由于其残留物会抑制乙酰胆碱酯酶的活性并导致器官衰竭，对公众健康构成了极大的危害。此外，有机膦还促成了水体的藻华和富营养化，因此，开发有效的技术从水体中去除有机膦是非常必要的。
[0003]与其他去除有机膦的方法相比，吸附法具有易于实施、选择性和可重复使用等优点，是最有前途的候选方法之一。以前的研究表明，过渡金属元素的羟基氧化物或氢氧化物，如针铁矿(a
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FeOOH)和粒状氢氧化铁可用于去除有机膦；然而，此类吸附剂需要较长时间才能达到吸附平衡(9小时至7天)，并且对有机膦的吸附能力较差，截止目前为止，吸附材料对有机膦的吸附量较低，一般为30mg/g以下。
[0004]钇作为稀土元素，具有较大的配位数，从而使其对于含氧阴离子(磷酸盐、砷酸盐等)具有良好的亲和能力和吸附选择性，而锆也具有较大的配位数，但目前仍未见以钇
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锆基复合稀土材料为吸附材料作为主要活性成分来去除水中有机膦的报道；另外，吸附材料即使吸附了有机膦，通常也很难从溶液中分离出来，不利于后续处理。
[0005]因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

技术实现思路

[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种用于去除水中有机膦的钇
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锆
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对苯二甲酸基复合磁性吸附材料、制备方法及其应用，用于解决现有技术中的吸附材料对有机膦的吸附能力差、吸附量低的问题，以及现有技术中吸附材料吸附有机膦之后难以从溶液中分离、不利于后续处理的问题。
[0007]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种用于去除水中有机膦的钇
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锆
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对苯二甲酸基复合磁性吸附材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0008]S1、将硝酸钇、氯化锆和对苯二甲酸加入DMF溶剂中，形成混合溶液，然后于120℃下反应24h，得到钇
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锆
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对苯二甲酸基复合材料；
[0009]S2、将一定量的粉末活性炭分散于去离子水中，得到活性炭分散液；
[0010]S3、于步骤S2中得到的所述活性炭分散液中加入铁前驱物和所述钇
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锆
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对苯二甲酸基复合材料，得到反应溶液，调节所述反应溶液的pH值后，加热下搅拌反应3h；
[0011]S4、待反应结束后离心并洗涤至中性，然后经烘干，得到钇
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锆
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对苯二甲酸基复合磁性吸附材料。
[0012]优选地，步骤S1中所述硝酸钇、氯化锆和对苯二甲酸在所述混合溶液中的浓度一致，且均为0.04mol/L。
[0013]优选地，步骤S2中所述粉末活性炭的比表面积为1000～1500m2/g，所述粉末活性炭的粒径大小为150～300目。
[0014]优选地，步骤S2中所述活性炭分散液的质量浓度为1～4g/L。
[0015]优选地，步骤S3中所述铁前驱物为硫酸亚铁和三氯化铁的混合物，其中，所述硫酸亚铁与所述三氯化铁的摩尔比为1：2。
[0016]优选地，步骤S3中所述活性炭分散液中的粉末活性炭与铁前驱物的质量比为0.06～0.25。
[0017]优选地，步骤S3中加入的所述铁前驱物中的铁元素与所述钇
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锆
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对苯二甲酸的摩尔比为(1～4)：1。
[0018]优选地，步骤S3中调节所述反应溶液的pH值，具体包括：采用2mol/L的氢氧化钠溶液将所述反应溶液的pH值调节至11。
[0019]优选地，步骤S3中所述加热的温度为70～80℃。
[0020]优选地，步骤S4中所述烘干的温度为60～65℃。
[0021]一种用于去除水中有机膦的钇
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锆
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对苯二甲酸基复合磁性吸附材料，所述钇
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锆
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对苯二甲酸基复合磁性吸附材料为采用上述的制备方法制备而成的。
[0022]一种采用上述制备方法制备而成的钇
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锆
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对苯二甲酸基复合磁性吸附材料的应用，所述钇
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锆
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对苯二甲酸基复合磁性吸附材料应用于吸附去除水中的有机膦。
[0023]如上所述，本专利技术的用于去除水中有机膦的钇
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锆
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对苯二甲酸基复合磁性吸附材料、制备方法及其应用，具有以下有益效果：
[0024]本专利技术采用硝酸钇、氯化锆和对苯二甲酸制备出钇
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锆
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对苯二甲酸基复合材料，硫酸亚铁和三氯化铁原位反应形成四氧化三铁，通过四氧化三铁对钇
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锆
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对苯二甲酸基复合材料进行修饰，使其具有磁性，同时还利用了活性炭的多孔结构和较大比表面积的优点，有效分散钇
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锆
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对苯二甲酸基复合材料和四氧化三铁粒子，最终制备出钇
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锆
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对苯二甲酸基复合磁性吸附材料，制备过程简单、易操作，具有良好的重复性。
[0025]本专利技术中钇
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锆
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对苯二甲酸基复合磁性吸附材料是利用了稀土钇
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锆
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对苯二甲酸基复合材料对有机膦的吸附选择性与四氧化三铁的磁分离的特性，使其应用于水中去除有机膦时具有较高吸附性能的同时兼有磁分离的特性，高比表面积活性炭的加入，进一步提高了吸附材料活性成分的吸附效率和磁分离性能，从而提高了吸附材料对水中有机膦的吸附选择性，实现对其进行高效去除，显著提高了水中有机膦的吸附量和去除率，且由于磁分离特性，使得吸附材料吸附有机膦后易从水中分离，利于后续处理，在吸附法处理水中有机膦领域具有广泛的应用前景。
具体实施方式
[0026]以下通过特定的具体实例说明本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于去除水中有机膦的钇
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锆
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对苯二甲酸基复合磁性吸附材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：S1、将硝酸钇、氯化锆和对苯二甲酸加入DMF溶剂中，形成混合溶液，然后于120℃下反应24h，得到钇
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锆
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对苯二甲酸基复合材料；S2、将一定量的粉末活性炭分散于去离子水中，得到活性炭分散液；S3、于步骤S2中得到的所述活性炭分散液中加入铁前驱物和所述钇
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锆
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对苯二甲酸基复合材料，得到反应溶液，调节所述反应溶液的pH值后，加热下搅拌反应3h；S4、待反应结束后离心并洗涤至中性，然后经烘干，得到钇
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锆
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对苯二甲酸基复合磁性吸附材料。2.根据权利要求1所述的用于去除水中有机膦的钇
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锆
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对苯二甲酸基复合磁性吸附材料的制备方法，其特征在于：步骤S1中所述硝酸钇、氯化锆和对苯二甲酸在所述混合溶液中的浓度一致，且均为0.04mol/L。3.根据权利要求1所述的用于去除水中有机膦的钇
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锆
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对苯二甲酸基复合磁性吸附材料的制备方法，其特征在于：步骤S2中包括以下任意条件中的一项或组合：所述粉末活性炭的比表面积为1000～1500m2/g，所述粉末活性炭的粒径大小为150～300目；所述活性炭分散液的质量浓度为1～4g/L。4.根据权利要求1所述的用于去除水中有机膦的钇
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锆
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对苯二甲酸基复合磁性吸附材料的制备方法，其特征在于：步骤S3中所述铁前驱物为硫酸亚铁和三氯化铁的混合物，其中，所述硫酸亚铁与所述三氯化铁的摩尔比为1：2。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨庆峰，刘登科，姚佳伟，李运玮，李荣臣，赵小娟，袁淼，
申请(专利权)人：山东水发环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：