一种La基钙钛矿吸附材料的制备方法及用途与流程

本发明涉及吸附材料，尤其涉及一种la基钙钛矿吸附材料的制备方法及用途。

背景技术：

1、磷作为大多数动植物生长所需的营养元素，在农业和工业生产中发挥了重要作用。过量的磷进入河流湖泊会引起水质降低甚至出现富营养化现象，对水生生态系统造成破坏。因此，水体脱磷尤其是低磷浓度水体除磷具有重要的现实意义。目前常用的除磷方法有生物法，化学沉淀法和吸附法。吸附法由于其选择性高、专属性强、高效低成本等优势，成为最有潜力的除磷方法。镧基钙钛矿（labo3）作为一种镧基金属氧化物材料，广泛应用于催化、氧化还原和吸附领域，现阶段镧基钙钛矿的研究主要集中于吸附染料和农药等物质，虽然对含氧阴离子（例如磷酸盐）有较好的亲和力，但仍表现出较差的吸附能力，如今对镧基钙钛矿吸附去除水体磷酸盐的研究还很有限，尤其是b位金属类型是否对材料吸附能力的提升有影响，这些技术方向还存在研发空白，因此还有待进一步研究。

技术实现思路

1、本发明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la基钙钛矿吸附材料的制备方法及用途。

2、本发明是通过以下技术方案予以实现：

3、一种la基钙钛矿吸附材料的制备方法，包括如下步骤：

4、s1.将fecl3·7h2o、alcl3·6h2o、mncl2·4h2o中的其中一个与lacl3·7h2o和柠檬酸溶解在去离子水中，形成混合溶液；

5、s2.将所述混合溶液蒸干形成湿凝胶，将所述湿凝胶烘干形成干凝胶；

6、s3.所述干凝胶在400-800℃的环境下煅烧后，冷却至室温获得la基钙钛矿吸附材料。

7、根据上述技术方案，优选地，步骤s1包括：将0.02mol fecl3·7h2o、alcl3·6h2o、mncl2·4h2o中的其中一个与0.02mol lacl3·7h2o和0.1mol柠檬酸溶解在300ml去离子水中，形成混合溶液；将所述混合溶液搅拌25-40min。

8、根据上述技术方案，优选地，步骤s2包括：将所述混合溶液转移到80℃恒温水浴锅中蒸干水分得到湿凝胶；将所述湿凝胶放到120℃的烘箱中干燥24h形成干凝胶。

9、根据上述技术方案，优选地，步骤s3包括：将所述干凝胶粉碎研磨移至坩埚，放入管式炉中；在400-800℃的环境下煅烧，冷却至室温获得la基钙钛矿吸附材料。

10、根据上述技术方案，优选地，在步骤s3中，粉碎研磨后的所述干凝胶，在400℃空气中煅烧2h，再升温至800℃空气中煅烧2h。

11、根据上述技术方案，优选地，在步骤s1中将fecl3·7h2o与lacl3·7h2o和柠檬酸溶解在去离子水中，形成混合溶液。

12、本专利还公开了一种la基钙钛矿吸附材料的用途，基于上述la基钙钛矿吸附材料的制备方法，所述la基钙钛矿吸附材料用于吸附水体中的磷酸盐。其中，通过所述fecl3·7h2o制备的la基钙钛矿吸附材料，能够形成高zeta电位和高晶格氧消耗比例，使所述la基钙钛矿吸附材料用于吸附低浓度磷酸盐水体。

13、本发明的有益效果是：

14、本发明采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了lafeo3、laalo3和lamno3三种镧基钙钛矿，lafeo3具有较大平均孔径和多孔孔隙、较高m-o含量（高晶格氧消耗比例）和zeta电位，比laalo3和lamno3更加利于磷酸盐的吸附，lafeo3吸附磷酸盐能力分别是laalo3和lamno3的2.7倍和5倍；与此同时，三种镧基钙钛矿在1-6mg·l-1磷酸盐溶液去除率高达97.99%~99.83%，去除率呈现lafeo3>laalo3>lamno3的趋势，表明lafeo3对于低浓度磷酸盐水体具有理想的处理效果，拓展了镧基钙钛矿材料在污染物吸附除磷方面的应用。

技术特征：

1.一种la基钙钛矿吸附材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述一种la基钙钛矿吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤s1包括：将0.02mol fecl3·7h2o、alcl3·6h2o、mncl2·4h2o中的其中一个与0.02mol lacl3·7h2o和0.1mol柠檬酸溶解在300ml去离子水中，形成混合溶液；将所述混合溶液搅拌25-40min。

3.根据权利要求1所述一种la基钙钛矿吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤s2包括：将所述混合溶液转移到80℃恒温水浴锅中蒸干水分得到湿凝胶；将所述湿凝胶放到120℃的烘箱中干燥24h形成干凝胶。

4.根据权利要求1至3中任意一项的所述一种la基钙钛矿吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤s3包括：将所述干凝胶粉碎研磨移至坩埚，放入管式炉中；在400-800℃的环境下煅烧，冷却至室温获得la基钙钛矿吸附材料。

5.根据权利要求4所述一种la基钙钛矿吸附材料的制备方法，其特征在于，在步骤s3中，粉碎研磨后的所述干凝胶，在400℃空气中煅烧2h，再升温至800℃空气中煅烧2h。

6.根据权利要求1所述一种la基钙钛矿吸附材料的制备方法，其特征在于，在步骤s1中将fecl3·7h2o与lacl3·7h2o和柠檬酸溶解在去离子水中，形成混合溶液。

7.一种la基钙钛矿吸附材料的用途，基于权利要求1-6中任意一项的所述一种la基钙钛矿吸附材料的制备方法，其特征在于，所述la基钙钛矿吸附材料用于吸附水体中的磷酸盐。

8.根据权利要求7所述一种la基钙钛矿吸附材料的用途，其特征在于，通过所述fecl3·7h2o制备的la基钙钛矿吸附材料，能够形成高zeta电位和高晶格氧消耗比例，使所述la基钙钛矿吸附材料用于吸附低浓度磷酸盐水体。

技术总结
本发明涉及一种La基钙钛矿吸附材料的制备方法及用途，包括如下步骤：将FeCl<subgt;3</subgt;·7H<subgt;2</subgt;O、AlCl<subgt;3</subgt;·6H<subgt;2</subgt;O、MnCl<subgt;2</subgt;·4H<subgt;2</subgt;O中的其中一个与LaCl<subgt;3</subgt;·7H<subgt;2</subgt;O和柠檬酸溶解在去离子水中，形成混合溶液；将混合溶液蒸干形成湿凝胶，将湿凝胶烘干形成干凝胶；干凝胶在400‑800℃的环境下煅烧后，冷却至室温获得La基钙钛矿吸附材料。本发明中LaFeO<subgt;3</subgt;具有较大平均孔径和多孔孔隙、较高M‑O含量（高晶格氧消耗比例）和Zeta电位，比LaAlO<subgt;3</subgt;和LaMnO<subgt;3</subgt;更加利于磷酸盐的吸附，与此同时，三种镧基钙钛矿在1‑6mg·L<supgt;‑1</supgt;磷酸盐溶液中去除率呈现LaFeO<subgt;3</subgt;>LaAlO<subgt;3</subgt;>LaMnO<subgt;3</subgt;的趋势，表明LaFeO<subgt;3</subgt;对于低浓度磷酸盐水体具有理想的处理效果，拓展了镧基钙钛矿材料在污染物吸附除磷方面的应用。

技术研发人员：王风,郭长滨,张克强
受保护的技术使用者：农业农村部环境保护科研监测所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12