[发明专利]一种载纳米钼酸盐树脂复合吸附剂、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种载纳米钼酸盐树脂复合吸附剂、制备方法及应用，所述复合吸附剂包括载体吸附树脂以及钼酸盐纳米颗粒；所述载体树脂为含有氨基基团的树脂，所述钼酸盐纳米颗粒通过离子键与吸附树脂结合。通过本发明方法制备的载纳米钼酸盐树脂复合吸附剂具有稳定性高、低浓度除磷效果好、不受干扰离子影响和易于从水体中分离等优点，并能有效地投入到环境应用中，使用后无二次污染风险的优点，应用前景广泛。

技术领域

本发明属于纳米无机-有机复合材料，特别涉及一种载纳米钼酸盐树脂复合吸附剂、制备方法及应用。

背景技术

钼酸盐是无机功能材料中的重要组成部分，结构为四方体，其钼离子位于四面体的对称中心，具有相对好的稳定性。由于其价态和结构的多样性和灵活性，近年来逐渐成为一类重要的新型功能材料，在催化、吸附、储能、离子交换和光电设施等领域被广泛应用，近几年也被逐渐拓展到水污染处理领域。通过选择不同的金属离子与钼酸离子可以构建出不同类型及结构的纳米钼酸盐，而通过对合成条件的控制，可以对纳米钼酸盐尺寸及形貌进行调节。由于纳米钼酸盐具有粒径可调节，多活性位点以及环境友好等优势，使其复合材料在各个领域得到广泛应用。例如中国专利申请号为201510978322.8，申请公布日为2017年6月30日的专利申请文件公开了一种钼铁制备方法。但是，将钼酸盐作为吸附剂直接应用于水体时，会存在一些缺陷：常见钼酸盐晶体中含有分立的Mo-O四面体结构的离子，由于尺寸很小，很难从水体中分离。例如中国专利申请号为201510426858.9，申请公布日为2015年7月20日的专利申请文件公开了一种生物碳球固定化钼酸盐作为Fenton催化剂的制备方法和应用，该钼酸盐复合材料是钼酸铵负载于酵母细胞上制备获得。该发明因为生物模板的引入固定了钼酸离子，钼酸盐在复合材料中有很好分散度，形貌也很一致，增强了钼酸盐的利用效率。但是钼酸盐在使用过程中易损耗，寿命短，再生性能差；且材料难以回收，不方便实际使用。

吸附树脂是以吸附为特点，具有大孔立体结构的树脂吸附剂。吸附树脂常常用于污水处理以及提取等领域。树脂材料具有较大比表面积，机械强度高，易于从水体中分离，而且再生性能良好。将纳米钼酸盐复合到树脂材料之中，可以进一步提高材料的比表面积，使吸附剂具有不同尺寸的孔径，进一步提高材料的吸附性能。而且，纳米钼酸盐材料复合到树脂材料孔道之中，可以对纳米钼酸盐材料起到较好的保护作用，并使纳米钼酸盐易于回收。但是，常见的纳米钼酸盐多使用水热法、固相法和球磨法，在水热法中吸附树脂材料孔道的受限空间很难生成纳米钼酸盐，固相法和球磨法尺寸还是停留在亚微米甚至微米阶段，且形貌不均一。

发明内容

发明目的：本发明目的为提供了一种载纳米钼酸盐树脂复合吸附剂，将纳米钼酸盐材料直接生长在树脂材料的孔道之中。本发明的另一目的为提供了载纳米钼酸盐树脂复合吸附剂的制备方法。本发明还提供了该载纳米钼酸盐树脂复合吸附剂在水处理除磷中的应用。

技术方案：本发明所述的载纳米钼酸盐树脂复合吸附剂，所述复合吸附剂包括载体吸附树脂以及钼酸盐纳米颗粒；所述载体树脂为含有氨基基团的树脂，所述钼酸盐纳米颗粒通过离子键与吸附树脂结合，所述钼酸盐纳米颗粒的晶核为MnMoO₄、CoMoO₄、NiMoO₄、Ag₂MoO₄、CaMoO₄、MgMoO₄、CdMoO₄、CuMoO₄、Fe₂(MoO₄)₃、Zr(MoO₄)₂和La₂(MoO₄)₃中的一种或多种。

本发明所述的载纳米钼酸盐树脂复合吸附剂首先采用原位沉积法，在水溶液中加入钼酸盐及大孔树脂得到吸附钼酸离子的树脂材料。

本发明中的钼酸盐优选为水溶性钼酸盐，如阳离子为碱金属、铵等的钼酸盐或铊盐，但钼酸铵相比其他钼酸盐，成本低，溶解度高，使得载体钼酸根负载量大，故本发明中的钼酸盐优选为钼酸铵。