【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于吸附劑制備領域，尤其涉及一種鋯基氧化物吸附材料制備方法及應用。
技術介紹
1、
2、吸附法是利用材料的多孔結構對污染水中污染源進行物理吸附，由于其成本低廉、制備工藝簡單，且可重復利用，是一種去除地下水污染的重要技術。其中，主流的吸附過濾材料是tio2，tio2材料對砷等污染表現出較優的吸附效果，但對氟的去除率欠佳。如中國專利(cn107746073a)公開了一種顆粒二氧化鈦及載鑭顆粒二氧化鈦的制備方法，其利用硫酸氧鈦為二氧化鈦前驅體，在硫酸氧鈦水解過程中加入硝酸鑭，通過共水解及擠壓滾圓法制備得到顆粒二氧化鈦與載鑭顆粒二氧化鈦。在制備過程中加入微晶纖維素和羥丙甲基纖維素使顆粒成型，并通過造粒機擠壓增加其強度，最終制得具有高吸附活性及機械強度的顆粒二氧化鈦材料與載鑭顆粒二氧化鈦復合材料。但是即使經過鑭改性后，其對氟的最大吸附容量也僅有7.2mgf/g。
技術實現思路
1、為解決上述技術問題，本專利技術提出了一種鋯基氧化物吸附材料的制備方法及應用，其以一定比例的氯氧化鋯、鈰鹽和鐵鹽為前驅體，通過水熱反應和共沉淀的方式制備而成，不僅制備工藝簡單，便于規模化生產，而且制備的鋯基復合氧化物吸附材料對氟、硒、砷和重金屬的吸附效果十分優異，這對于改善水污染具有重要意義。
2、本專利技術第一方面的目的在于提供一種鋯基氧化物吸附材料制備方法，包括以下步驟：以氯氧化鋯、鈰鹽和鐵鹽的混合溶液為前驅體，經過高壓水熱反應獲得沉淀物，離心后將沉淀物清洗和煅燒后制備得到所述鋯
3、本專利技術通過前驅體溶液高壓水熱反應、共沉淀和煅燒等工藝步驟獲得一種復合型吸附材料。該吸附材料以氧化鋯為基體，負載一定量的納米級的氧化鈰和氧化鐵，具有優異的比表面積和吸附活性。其中，氧化鋯具有高比表面積和特殊的堆積結構，而且含氧官能團能夠提供大量的吸附位點，從而有效地吸附污染物離子，表面負載的納米氧化鈰和氧化鐵對于吸附作用起到協同促進作用。此外，氧化鋯的化學性質穩定，對氟離子具有高選擇性吸附，這使其在去除水中氟污染方面表現出色。
4、進一步優選的，所述氯氧化鋯、鈰鹽和鐵鹽的摩爾比為100∶(5～6)∶(9～10)。
5、優選的，所述鈰鹽包括但不限于硝酸亞鈰、硝酸鈰、硫酸鈰或氯化鈰；其中由于硝酸鈰、硫酸鈰的溶解度大于氯化鈰，因此，所述鈰鹽優選硝酸鈰或硫酸鈰。
6、優選的，所述鐵鹽包括但不限于氯化鐵、硫酸鐵或硝酸鐵。
7、優選的，氯氧化鋯以zrocl2·8h2o形式加入，所述zrocl2·8h2o和溶劑水的用量比為(1～5)g∶(10～50)ml。
8、更優選的，所述zrocl2·8h2o和溶劑水的用量比為1.5g∶20ml。
9、優選的方案中，所述高壓水熱反應的條件為：溫度180～210℃，時間8～12h，升溫速率10～30℃/min。
10、進一步優選的，經過實驗驗證，最佳的水熱溫度為200℃，最佳的升溫速率為30℃/min，水熱反應的時間為10h；因此，所述高壓水熱反應的條件優選為：溫度200℃，時間10h，升溫速率30℃/min。
11、優選的，所述煅燒的條件為：先在60～80℃下烘干6～10h，然后再在260～350℃下煅燒3～6h。
12、優選的，所述煅燒的溫度為300℃，煅燒時間為4h。
13、優選的，所述煅燒的氛圍為空氣氛圍。
14、本專利技術第二方面的目的在于提供一種鋯基氧化物吸附材料，由上述制備方法制備而成。
15、本專利技術第三方面的目的在于提供上述鋯基氧化物吸附材料在吸附去除地下水、地表水或工業廢水中重金屬、硒、砷或氟污染方面的用途。
16、優選的，所述重金屬為鎘。
17、本專利技術至少具有如下技術效果：
18、本專利技術所述的鋯基氧化物吸附材料可高效去除飲用水中的砷、氟污染物及工業污染帶來的硒、鉻等重金屬污染。
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1.一種鋯基氧化物吸附材料制備方法，其特征在于，包括以下步驟：以氯氧化鋯、鈰鹽和鐵鹽的混合溶液為前驅體，經過高壓水熱反應獲得沉淀物，離心后將沉淀物清洗和煅燒后制備得到所述鋯基氧化物吸附材料；
2.根據權利要求1所述的鋯基氧化物吸附材料制備方法，其特征在于，所述氯氧化鋯、鈰鹽和鐵鹽的摩爾比為100∶(5～6)∶(9～10)。
3.根據權利要求1所述的鋯基氧化物吸附材料制備方法，其特征在于，所述高壓水熱反應的條件為：溫度160～210℃，時間8～12h，升溫速率10～40℃/min。
4.根據權利要求3所述的鋯基氧化物吸附材料制備方法，其特征在于，所述高壓水熱反應的條件為：溫度200℃，時間10h，升溫速率30℃/min。
5.根據權利要求1所述的鋯基氧化物吸附材料制備方法，其特征在于，所述煅燒的條件為：先在60～80℃下烘干6～10h，再在260～350℃下煅燒3～6h。
6.根據權利要求5所述的鋯基氧化物吸附材料制備方法，其特征在于，所述煅燒的溫度為300℃，煅燒時間為4h。
7.根據權利要求1所述的鋯基氧化
8.一種鋯基氧化物吸附材料，其特征在于，由權利要求1～7任一項所述的制備方法制備而成。
9.如權利要求8所述的鋯基氧化物吸附材料在吸附去除地下水、地表水或工業廢水中重金屬、硒、砷或氟污染方面的用途。
10.根據權利要求9所述的用途，其特征在于，所述重金屬為鎘。
...【技術特征摘要】
1.一種鋯基氧化物吸附材料制備方法，其特征在于，包括以下步驟：以氯氧化鋯、鈰鹽和鐵鹽的混合溶液為前驅體，經過高壓水熱反應獲得沉淀物，離心后將沉淀物清洗和煅燒后制備得到所述鋯基氧化物吸附材料；
2.根據權利要求1所述的鋯基氧化物吸附材料制備方法，其特征在于，所述氯氧化鋯、鈰鹽和鐵鹽的摩爾比為100∶(5～6)∶(9～10)。
3.根據權利要求1所述的鋯基氧化物吸附材料制備方法，其特征在于，所述高壓水熱反應的條件為：溫度160～210℃，時間8～12h，升溫速率10～40℃/min。
4.根據權利要求3所述的鋯基氧化物吸附材料制備方法，其特征在于，所述高壓水熱反應的條件為：溫度200℃，時間10h，升溫速率30℃/min。
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【專利技術屬性】
技術研發人員：周振，于亞琴，馬文，方小軍，王守中，王開顏，倪賀偉，程遠，候寧冉，
申請(專利權)人：中國人民解放軍六三九二一部隊，
類型：發明
國別省市：
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