【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水处理材料，具体涉及一种氢氧化镧-δ-二氧化锰纳米复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、农业生产、工业活动、日常生活等生产生活活动中含磷物质的使用，会导致河流、湖泊等自然水体中大量的磷的富集，进而引起水体的富营养化，并进一步危害生态环境安全和人体健康。降低水体中总磷的含量是控制水体富营养化的关键因素之一。
2、现有的水体中磷的净化方法主要有离子交换法、吸附法、混凝沉淀法、生物处理法和膜过滤法。其中，吸附法具有成本低、操作方便、去除率高的优势，是水体中磷的去除最常用的方法。目前，除磷用的常规吸附材料包括铁氢氧化物、氧化物、锰氧化物和聚合铝氢氧化物。然而，上述吸附材料用于去除高含磷水体中的磷时，当水体中的总磷浓度≤2mg/l时，常规的除磷吸附材料对水体中磷的去除效果较差。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种氢氧化镧-δ-二氧化锰纳米复合材料及其制备方法和应用。采用本专利技术提供的氢氧化镧-δ-二氧化锰纳米复合材料去除高含磷水体中的磷时，能够有效地将低浓度(总磷浓度≤2mg/l)的含磷废水水体中的磷去除。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术提供了一种氢氧化镧-δ-二氧化锰纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：
4、将锰酸盐、沉淀剂、有机助溶剂和水混合，进行第一沉淀反应，得到含δ-二氧化锰的反应料液；所述有机助溶剂包括低级醇和/或低级醚；所述沉淀剂包括碱金属氢氧化物；所述
5、将所述含δ-二氧化锰的反应料液和可溶性镧盐混合，进行第二沉淀反应，得到氢氧化镧-δ-二氧化锰纳米复合材料。
6、优选的，所述碱金属氢氧化物包括氢氧化钠和/或氢氧化钾。
7、优选的，所述锰酸盐和沉淀剂的摩尔比为1：5～20。
8、优选的，所述低级醇包括甲醇和/或乙醇；所述低级醚包括乙醚。
9、优选的，所述锰酸盐和有机助溶剂的固液比为1g：4～25ml。
10、优选的，所述第一沉淀反应的温度为10～45℃，时间为0.2～3h。
11、优选的，所述可溶性镧盐包括硝酸镧、氯化镧和硫酸镧中的一种或几种；
12、所述δ-二氧化锰和可溶性镧盐中镧的摩尔比为1：0.1～5。
13、优选的，所述第二沉淀反应的温度为10～45℃，时间为0.2～3h。
14、本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的氢氧化镧-δ-二氧化锰纳米复合材料，所述氢氧化镧-δ-二氧化锰纳米复合材料中镧元素和锰元素的摩尔比为0.2～12：1；所述氢氧化镧-δ-二氧化锰纳米复合材料的比表面积为50～60m2/g，平均孔径为10～14nm。
15、本专利技术提供了上述技术方案所述的氢氧化镧-δ-二氧化锰纳米复合材料在高含磷水体或高含砷水体净化中的应用。
16、本专利技术采用“两步法”制备氢氧化镧-δ-二氧化锰纳米复合材料，先将锰酸盐和沉淀剂(碱金属氢氧化物)反应制备δ-二氧化锰，然后与可溶性镧盐反应制备氢氧化镧-δ-二氧化锰纳米复合材料。本专利技术制备得到的氢氧化镧-δ-二氧化锰纳米复合材料具有高比表面积和大孔径，应用于去除水体中的磷时，磷和la-oh基团之间的羟基配体发生交换反应，形成内层表面络合物，对水体中的磷具有优异的去除效果，尤其是对磷的浓度低于2mg/l的水体具有特殊的应用价值，对水体中的磷的吸附量最高可达到47.75mg/g。采用本专利技术提供的制备方法制备得到的氢氧化镧-δ-二氧化锰纳米复合材料对水体中的砷同样具有良好的去除效果，在ph＝4.0的条件下，as(v)和as(iii)的最大吸附量分别高达138.9mg/g和139.9mg/g。而且，本专利技术提供的制备方法工艺简单，操作简单，成本低，适宜工业化生产。
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1.一种氢氧化镧-δ-二氧化锰纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱金属氢氧化物包括氢氧化钠和/或氢氧化钾。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述锰酸盐和沉淀剂的摩尔比为1：5～20。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述低级醇包括甲醇和/或乙醇；所述低级醚包括乙醚。
5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述锰酸盐和有机助溶剂的固液比为1g：4～25mL。
6.根据权利要求1、2或4所述的制备方法，其特征在于，所述第一沉淀反应的温度为10～45℃，时间为0.2～3h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述可溶性镧盐包括硝酸镧、氯化镧和硫酸镧中的一种或几种；
8.根据权利要求1或7所述的制备方法，其特征在于，所述第二沉淀反应的温度为10～45℃，时间为0.2～3h。
9.权利要求1～8任一项所述制备方法制备得到的氢氧化镧-δ-二氧化锰纳米复合材料，其特征在于，所述
10.权利要求9所述的氢氧化镧-δ-二氧化锰纳米复合材料在高含磷水体或高含砷水体净化中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种氢氧化镧-δ-二氧化锰纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱金属氢氧化物包括氢氧化钠和/或氢氧化钾。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述锰酸盐和沉淀剂的摩尔比为1：5～20。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述低级醇包括甲醇和/或乙醇；所述低级醚包括乙醚。
5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述锰酸盐和有机助溶剂的固液比为1g：4～25ml。
6.根据权利要求1、2或4所述的制备方法，其特征在于，所述第一沉淀反应的温度为10～45℃，时间为0.2～...
【专利技术属性】
技术研发人员：王玉龙，顾梦轲，郭晨，王洋洋，李岱辰，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：
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