一种铈掺杂镧基钙钛矿的用途制造技术

本发明专利技术涉及一种铈掺杂镧基钙钛矿的用途，包括以下步骤：将LaCl3·

【技术实现步骤摘要】
一种铈掺杂镧基钙钛矿的用途


[0001]本专利技术涉及污水磷净化
，尤其涉及一种铈掺杂镧基钙钛矿的用途。

技术介绍

[0002]磷作为大多数动植物生长所必需的营养元素，在农业生产中发挥着重要作用。农业生态系统中的磷以无机或有机肥料的形式施用于土壤，有机磷在土壤中占总磷的30
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65%，而植酸占有机磷90%左右，是含量最丰富的有机磷，外源有机磷在磷酸酶或植酸酶水解后转化成正磷酸盐（OP），过量的无机磷和有机磷通过径流、淋溶等途径释放到水体中，进一步加剧了农业面源污染，水体脱磷对于防控农业面源污染以及水体富营养化具有重要的现实意义。
[0003]目前，常用的水体磷酸盐脱除方法主要有化学沉淀法、生物法和吸附法等，吸附法因去除率高、选择性强、操作容易、成本低等优势，成为最有潜力的除磷方法。与Ca、Mg、Al、Fe等金属相比，镧是地壳中储量丰富的稀土元素，与磷酸盐具有很好的亲和力，而镧与磷酸盐具有的高选择性和强结合能力，促使镧基吸附剂的研制受到越来越多的关注。
[0004]镧基钙钛矿（LaBO3）是一种镧基金属氧化物材料，具有结构灵活调控的优势，被广泛应用于催化、氧化还原和吸附等领域，如今镧基钙钛矿被用于吸附处理含磷污水，通常被应用于水体正磷酸盐的脱除，而植酸（有机磷）在污水中只有通过水解后才能转化成正磷酸盐，目前针对植酸（有机磷）的去除关注不足，无法从根源上第一时间对含磷污水进行处理。除此之外，常见污水中大多含有腐殖酸，会对磷的脱除产生一定的抑制效果，会对水体磷脱除存在干扰，因此对吸附剂的适用范围及吸附稳定性都有了新的要求，还有待进一步改进。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种铈掺杂镧基钙钛矿的用途，对磷酸盐具有吸附效果的同时，更能高效脱除水体中的植酸，使其能够从根源上第一时间作用于含磷污水，并在常见含有腐殖酸的污水环境中，对植酸具有极佳的吸附稳定性，有效防治水体中的磷酸盐和有机磷污染。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案予以实现：一种铈掺杂镧基钙钛矿的用途，所述铈掺杂镧铁钙钛矿用于吸附水体中的磷酸盐，同时在包括腐殖酸的水体环境下，用于吸附水体中的植酸；所述铈掺杂镧铁钙钛矿的制备方法包括以下步骤：S1.将LaCl3·
7H2O、CeCl3·
7H2O和FeCl3·
6H2O溶解于去离子水中，形成混合溶液；S2.在所述混合溶液中加入柠檬酸溶液，加热升温蒸干水分，获得干凝胶；S3.将所述干凝胶粉碎后煅烧，冷却至室温后获得铈掺杂镧铁钙钛矿。
[0007]根据上述技术方案，优选地，步骤S1中，将0.014mol LaCl3·
7H2O、0.006mol CeCl3·
7H2O、0.02mol FeCl3·
6H2O溶解于300mL去离子水中。
[0008]根据上述技术方案，优选地，步骤S2包括：在所述混合溶液中加入1L、1mol/L的柠
檬酸溶液；磁力搅拌混合2h；通过水浴加热得到湿凝胶，通过烘箱加热干燥得到所述干凝胶。
[0009]根据上述技术方案，优选地，步骤S2中，在80℃的恒温水浴锅中蒸干水分得到湿凝胶，再放入120℃的烘箱中干燥得到干凝胶。
[0010]根据上述技术方案，优选地，步骤S3中，采用分段升温煅烧获得所述铈掺杂镧铁钙钛矿。
[0011]根据上述技术方案，优选地，所述分段升温煅烧包括：将粉碎后的所述干凝胶在400℃空气中煅烧2h，再升温至800℃空气中煅烧2h。
[0012]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过柠檬酸
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溶胶凝胶法成功制备了用于高效脱除水体中磷酸盐和植酸的铈掺杂镧铁钙钛矿，充分挖掘镧基金属氧化物结构灵活调控及对磷的亲和力强等优势，铈掺杂提高了材料比表面积和晶格氧活性，使其对磷酸盐具有吸附效果的同时，更能高效脱除水体中的植酸，确保从根源上第一时间作用于含磷污水；除此之外，常见水体中大多含有腐殖酸，会对磷的脱除产生一定的抑制效果，本专利技术中铈掺杂镧铁钙钛矿提供了足够的吸附位点，对植酸具有更好的亲和力，使其具有很好的抗干扰能力，在常见含有腐殖酸的污水环境中，对植酸具有极佳的吸附稳定性。
附图说明
[0013]图1是本专利技术铈掺杂镧铁钙钛矿(LCFO)吸附磷酸盐和植酸性能试验结果。
[0014]图2是本专利技术铈掺杂镧铁钙钛矿（LCFO）和镧铁钙钛矿（LFO）吸附磷酸盐性能试验结果。
[0015]图3是本专利技术镧铁钙钛矿(LFO)的SEM图。
[0016]图4是本专利技术铈掺杂镧铁钙钛矿(LCFO)的SEM图。
[0017]图5是铈掺杂镧铁钙钛矿(LCFO)和镧铁钙钛矿(LFO)的理化性质。
[0018]图6是铈掺杂镧铁钙钛矿(LCFO)吸附磷酸盐后的SEM图。
[0019]图7是铈掺杂镧铁钙钛矿(LCFO)吸附植酸后的SEM图。
[0020]图8是铈掺杂镧铁钙钛矿(LCFO)吸附无机磷（磷酸盐）、有机磷（植酸）前后的XPS全谱图。
[0021]图9是铈掺杂镧铁钙钛矿(LCFO)吸附磷酸盐和植酸前后La 3d分谱。
[0022]图10是铈掺杂镧铁钙钛矿(LCFO)吸附磷酸盐和植酸前后Ce 3d分谱。
[0023]图11是铈掺杂镧铁钙钛矿(LCFO)吸附磷酸盐和植酸前后Fe 2p分谱。
[0024]图12是铈掺杂镧铁钙钛矿(LCFO)吸附磷酸盐和植酸前后O 1s分谱。
[0025]图13是腐殖酸对铈掺杂镧铁钙钛矿(LCFO)吸附磷酸盐和植酸的影响。
具体实施方式
[0026]为了使本
的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本专利技术作进一步的详细说明。基于专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于专利技术保护的范围。
[0027]实施例1:本专利技术包括以下步骤：
S1.将LaCl3·
7H2O、CeCl3·
7H2O和FeCl3·
6H2O溶解于去离子水中，形成混合溶液，本例中优选将0.014mol LaCl3·
7H2O、0.006mol CeCl3·
7H2O、0.02mol FeCl3·
6H2O（按摩尔比La:Ce:Fe为0.7:0.3:1）溶解于300mL去离子水中。
[0028]S2.在所述混合溶液中加入柠檬酸溶液，加热升温蒸干水分，获得干凝胶。具体地：在所述混合溶液中加入1L、1mol/L的柠檬酸溶液；磁力搅拌混合2h；通过水浴加热，在80℃的恒温水浴锅中蒸干水分得到湿凝胶，再放入120℃的烘箱中干燥24h得到干凝胶。
[0029]S3.将所述干凝胶粉碎后高温煅烧，冷却至室温后获得铈掺杂镧铁钙钛矿粉末，即LCFO。本例中优选采用分段升温煅烧，将干凝胶粉碎研磨移至坩埚，放入管式炉中，管式炉升温速率设置为5℃/min，粉碎后的干凝胶在400℃空气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铈掺杂镧基钙钛矿的用途，其特征在于，铈掺杂镧铁钙钛矿用于吸附水体中的磷酸盐，同时在包括腐殖酸的水体环境下，用于吸附水体中的植酸；所述铈掺杂镧铁钙钛矿的制备方法包括以下步骤：S1.将LaCl3·
7H2O、CeCl3·
7H2O和FeCl3·
6H2O溶解于去离子水中，形成混合溶液；S2.在所述混合溶液中加入柠檬酸溶液，加热升温蒸干水分，获得干凝胶；S3.将所述干凝胶粉碎后煅烧，冷却至室温后获得铈掺杂镧铁钙钛矿。2.根据权利要求1所述一种铈掺杂镧基钙钛矿的用途，其特征在于，步骤S1中，将0.014mol LaCl3·
7H2O、0.006mol CeCl3·
7H2O、0.02mol FeCl3·
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王风，李蒙蒙，郭长滨，冯梦晗，张克强，
申请(专利权)人：农业农村部环境保护科研监测所，
类型：发明
国别省市：