本技术涉及埃洛石/磷酸锆纳米复合材料的制备技术及其在重金属吸附领域的应用。该复合材料由纳米磷酸锆颗粒构成,均匀分布在埃洛石纳米管上,有效提升吸附性能。
背景技术
埃洛石纳米管(HNTs)是由高岭土片向内卷曲而成的天然粘土材料,具有独特的空心管结构,其外表面由硅氧烷(Si-O-Si)基团组成,内腔由铝醇(Al-OH)基团构成,能够在管内外进行选择性加载和修饰。目前,在HNTs表面或内壁上组装纳米颗粒的相关报道,例如,文献(“A ferroptosis-targeting ceria anchored halloysite as orally drugdelivery system for radiation colitis therapy”,Rong-rong He,et al.,NatureCommunications,2023-08-22)利用埃洛石纳米管表面带负电的特性,吸引Ce离子吸附在埃洛石表面,热解后生成CeOx纳米颗粒,与未添加HNTs合成的CeO2
相比,CeO2
@HNTs中CeO2
纳米颗粒均匀地分散在HNTs表面,且尺寸从4.7nm减小到2.8nm。这种超小CeO2
具有更大的比表面积,暴露更多表面原子,具有更高的Ce3+
/Ce4+
比值,表现出增强的纳米酶活性,可有效清除多种ROS。中国专利(公开号CN107308964A)公开了一种埃洛石负载磷酸铟催化剂的制备方法,具体是通过利用酸处理得到埃洛石的粗糙表面,利用其粗糙表面与磷酸铟胶体颗粒之间的吸附作用,在埃洛石表面负载磷酸铟纳米颗粒。这些报道的技术主要是将纳米颗粒负载在埃洛石纳米管的外表面,而纳米颗粒容易脱落,稳定性差,难以多次循环利用。中国专利(公开号CN108059193A)公开了一种埃洛石管内组装四氧化三铁纳米复合材料的制备方法,具体是对埃洛石纳米管进行改性、利用混合热液法制备Fe3
O4
纳米磁性颗粒混合热液、真空浸渍组装、煅烧,最终将四氧化三铁组装在埃洛石纳米管内,该方法是在埃洛石纳米管内负载四氧化三铁纳米颗粒,但是其需要先合成超细纳米四氧化三铁颗粒,再在埃洛石纳米管内进行修饰,其过程十分复杂,且并非是实现纳米四氧化三铁颗粒的原位负载,材料的稳定性差。
磷酸锆(ZrP)是层状无机材料,由于其高热稳定性和超高的耐酸和耐辐射性而受到关注。ZrP晶体主要以两种形态存在,即热力学稳定的α-形态和亚稳态的γ-形态。ZrP由于其优异的离子交换性能,在吸附有毒金属、放射性元素和稀土元素方面得到了广泛的应用。但是现有的磷酸锆材料在实际应用过程中,ZrP纳米颗粒主要负载在活性炭、硅酸盐、生物质和聚合物等载体上,但是在这些载体材料上难以原位生成粒径较小,且均匀分布的磷酸锆纳米颗粒,同时磷酸锆容易在使用过程中迁移和浸出。
实现思路