羟基磷灰石复合羟基氧化锰纳米网状催化剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种羟基磷灰石复合羟基氧化锰纳米网状催化剂的制备方法，该方法是指室温条件下，在蒸馏水中缓慢加入羟基磷灰石纳米线，在磁力搅拌条件下，6~12 hr后得到均匀分散的白色羟基磷灰石纳米线悬浮溶液；缓慢滴加锰盐水溶液搅拌10~60 min，得到紫色的悬浮液；再逐滴加入还原剂水溶液，继续搅拌10~60 min，得到前体混合物；所述前体混合物转移至聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，缓慢升温至150~190

【技术实现步骤摘要】
羟基磷灰石复合羟基氧化锰纳米网状催化剂的制备方法


[0001]本专利技术涉及复合材料科学领域和污染废水处理
，尤其涉及羟基磷灰石复合羟基氧化锰纳米网状催化剂的制备方法。

技术介绍

[0002]水是生命所必需的重要资源。随着人们生活水平的日益提高和工农业的迅速发展，越来越多成分复杂、有毒害且生物难降解的有机污染物进入自然环境，在水体和土壤中积累造成大面积的富集，对生态环境和人体健康造成了严重的威胁。水中常见的有机污染物主要有合成染料类、抗生素类、农药类等。因此，如何快速、高效的去除有机污染物已经成为人们关注的焦点之一。
[0003]目前，针对水体中有机污染物的处理方法主要有物理法、生物法和化学法等。专利技术专利CN 112604643 A公开了一种用于去除四环素的纳米双金属氧化物吸附剂，该纳米双金属氧化物吸附剂对水中四环素具有较高的亲和性和吸附选择性，对于高浓度废水中四环素的去除率能达到85%以上，但是其存在适用pH范围窄（仅为2~3）的缺陷，适用性不广泛。专利技术专利CN 110304762 A公开了一种吸附
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絮凝
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膜分离相结合的印染废水的处理方法，此方法对有机污染物的去除率高，在处理过程中膜受到的污染小，但是材料制备过程较为复杂，膜的更换成本较高，不适合大规模推广。专利技术专利CN 103076417 A公开了一种水样中有机污染物的同步萃取方法，该方法采用样品脱水、有机物溶解方法，具有操作简单方便、萃取效率较高等优点，但是成本较高，且在萃取过程使用了大量的有毒有机萃取剂，如果处理不当，会使水体受到二次污染。专利技术专利CN109126691 A公开了一种用于净化水中四环素的改性方解石及其制备方法，该改性方解石对四环素的吸附效率高，操作过程简单，且成本低廉。但是，此方法只能使污染物从废水中分离出来，但并未改变污染物的结构，不能从根本上去除污染物，仍对人与动物的健康、植物的生长产生威胁。
[0004]生物法是通过微生物产生的酶降解有机污染物，破坏有机污染物结构，从而实现降低有机污染物含量的目的。常见的作用酶有溶葡萄菌酶、酵母胞壁溶解酶、细菌胞壁溶解酶等。专利技术专利CN 114634886 A公开了一种能同时降解多种卤代有机污染物的多功能微生物菌剂，其能有效地对多种污染物（四氯乙烯、三氯苯酚、多氯联苯、多溴联苯醚）进行厌氧还原脱卤，但是该过程存在耗时较长的缺陷。专利技术专利CN114349174 A公开了一种基于藻
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菌联合体去除四环素的方法，该藻
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菌联合体由克雷伯氏菌和链带藻组成，将藻
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菌联合体加入到含四环素的人工模拟污水中，联合体之间建立协同作用，从而可有效去除四环素，成本较低，但是有增加抗性细菌传播的风险、甚至有可能导致传染病的传播。生物法虽然效率高，但是在处理过程中微生物对温度、营养等实验条件要求较高，且存在抗性细菌产生易造成二次污染的问题。专利技术专利CN 110841668 A公开了碘氧化铋/氧化锌复合材料及其制备方法与在压电
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光催化去除有机污染物中的应用，该复合材料对双酚A具有较高的去除率，易回收；但存在降解时间较长的问题，且条件较为苛刻，在实际应用中很难实现。专利技术专利CN113663664 A公开了RuTe2/B
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TiO2材料的制备方法及其光催化降解抗生素的应用，该材料
大大提高了B
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TiO2的光催化能力，但制备过程复杂，成本高，限制了其实际应用。
[0005]高级氧化技术（AOPs）又称深度氧化技术，是指一系列通过催化剂、氧化剂、声、光、电和磁等作用下，以产生氧化性强的活性自由基（、、）为核心，将难降解的大分子有机污染物氧化为小分子，甚至降解为CO2和H2O的化学氧化技术。与普通的化学处理法相比，高级氧化技术处理有机污染物具有速度较快、操作简单以及对污染物降解彻底等优点，被认为是处理难降解有机污染物最有应用前景的技术。Cheng SY等（UV
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assisted ultrafast construction ofrobust Fe3O4/ polydopamine /Ag Fenton
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like catalysts for highly efficient micropollutant decomposition [J]. Science of The Total Environment, 2022, 810: 151182.）合成了Fe3O4/聚多巴胺/Ag催化剂，并研究其紫外光辅助芬顿降解性能，虽然有较高的降解性能，但是在处理过程中需要引入紫外光，成本相对较高。专利技术专利CN 113083369 A公开了一种基于铁基金属有机骨架衍生的电芬顿催化剂及其制备方法和应用，将铁与钴的铁基金属有机骨架材料进行碳化，所得产物与酸混合，以去除产物表面金属氧化物。与常规催化剂相比，该专利技术制备的电芬顿催化剂有更高的催化活性，但是在应用过程中还需额外加入电解质，放入阴极和阳极进行电芬顿催化反应，能耗较大，导致其成本增加，且操作复杂，不适合在大规模废水处理中应用。ChengZY等（Ultrasound
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assisted heterogeneous Fenton
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like process for methylene blue removal using magnetic MnFe2O4/biochar nanocomposite[J]. Applied Surface Science, 2021, 566: 150654.）合成了MnFe2O4/BC纳米复合材料，研究其非均相芬顿工艺去除亚甲基蓝的性能，发现其具有较高的催化活性，良好的稳定性，但是在其处理过程中需要超声辅助，成本较高。专利技术专利CN 114210329 A公开了一种金纳米花类芬顿催化剂及其制备方法，能够高效催化氧化废水中的氯酚，但是该催化剂制备成本较高。
[0006]目前，随着相关技术的不断发展与社会发展的需要，如何寻找一种降解速度快、降解效率高、制备简单、成本低廉、环境友好的催化剂越来越受到关注。
[0007]羟基磷灰石（HA，Ca
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(PO4)6(OH)2）是一类重要的磷酸钙类无机生物材料，是脊椎动物骨骼和牙齿的主要无机矿化成分，具有优异的生物相容性、生物活性、可降解性、离子交换性及高的稳定性等特点，已广泛应用于生物医用方面，如骨组织工程修复再生材料、止血敷料、药物递送；环境修复方面，如去除重金属及有机污染物；催化领域等。专利技术专利CN 112675805 A公开了一种羟基磷灰石纳米线复合二硫化钼吸附剂的制备方法，该吸附剂对Pb
2+
表现出优异的吸附性能，吸附效率更高，吸附容量更大，且合成方法简单、成本低廉，对有机污染物也具有优异的吸附性能。专利技术专利CN 114797915 A公开了一种羟基磷灰石及其制备方法与压电催化降解水中有机物污染物的应用，该方法制备的羟基磷灰石具有优异的催化性能，但需在超本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.羟基磷灰石复合羟基氧化锰纳米网状催化剂的制备方法，其特征在于：该方法是指室温条件下，在蒸馏水中缓慢加入羟基磷灰石纳米线，在磁力搅拌条件下，6~12 hr后得到均匀分散的白色羟基磷灰石纳米线悬浮溶液；缓慢滴加锰盐水溶液搅拌10~60 min，得到紫色的悬浮液；再逐滴加入还原剂水溶液，继续搅拌10~60 min，得到前体混合物；所述前体混合物转移至聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，缓慢升温至150~190
°
C后水热反应18~26 hr，反应结束后，冷却至室温，所得产物依次经高速离心分离、醇水混合液离心洗涤、真空干燥，即得羟基磷灰石复合羟基氧化锰纳米网状催化剂。2.如权利要求1所述的羟基磷灰石复合羟基氧化锰纳米网状催化剂的制备方法，其特征在于：所述羟基磷灰石纳米线按下述方法合成：
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在冰水浴条件下，将5~20 mL蒸馏水、5~15 mL油酸、5~10 mL无水乙醇以700~2000 r/min的搅拌速度充分混合均匀，得到水
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油酸
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乙醇的混合液；然后缓慢滴入10~50 mL浓度为30~60 g/L的NaOH溶液，继续搅拌30~60 min，得到乳白色的前驱体溶液；在所述前驱体溶液中，依次滴加5~40 mL浓度为10~30 g/L的钙盐水溶液、5~40 mL浓度为50~80 g/L的磷酸盐水溶液，搅拌30~60 min，得到淡黄色黏稠状液体；
⑵
所述淡黄色黏稠状液体转移到水热反应釜中，并放置在均相水热反应器中，缓慢升温至140~200
°
C后反应16~24 hr；待反应结束，反应釜冷却至室温后，取出反应物，该反应物依次经高速离心分离、醇水混合液离心洗涤、真空干燥，即得羟基磷灰石...

【专利技术属性】
技术研发人员：何玉凤，任家瑞，张亚苹，赵胜兰，周梅玲，王荣民，
申请(专利权)人：西北师范大学，
类型：发明
国别省市：