[发明专利]一种介孔锆/镧双氢氧化物纤维的制备方法及其在净化磷酸盐废水中的应用

权利要求书

1.一种利用介孔锆/镧双氢氧化物纤维净化磷酸盐废水的方法，包括步骤如下：

将介孔锆/镧双氢氧化物纤维加入到磷酸盐废水中，振荡磷酸盐废水，振荡结束后过滤出介孔氧化锆纤维，即完成对磷酸盐废水的处理；

所述的介孔锆/镧双氢氧化物纤维按如下方法制备得到：

（1）制备纺丝液

将聚乙酰丙酮合锆和六水合硝酸镧分别溶于甲醇溶剂，得聚乙酰丙酮合锆和六水合硝酸镧的甲醇溶液；

将P-123溶于甲醇溶剂，持续搅拌的条件下加入去离子水，再加入浓盐酸，继续搅拌混合均匀；

将上述制备的包含聚乙酰丙酮合锆、六水合硝酸镧的溶液，与制备的包含P-123的溶液混合均匀，加入助纺剂并搅拌至均匀溶解，后于35~45℃ 保温陈化，制得纺丝液；

聚乙酰丙酮合锆和六水合硝酸镧的摩尔比为1:1，去离子水的使用量为聚乙酰丙酮合锆质量的4~15 wt. %，所选助纺剂为聚氧化乙烯，助纺剂的使用量为聚乙酰丙酮合锆质量的1~3 wt.%；

（2）静电纺丝制备纤维前驱体

将步骤（1）制备的纺丝液进行静电纺丝，得到介孔锆/镧双氢氧化物纤维前驱体；

（3）热处理

将步骤（2）制得的介孔锆/镧双氢氧化物纤维前驱体进行热处理，即得介孔锆/镧双氢氧化物纤维；热处理方式如下：

高压水蒸汽气氛热处理：将水热釜中注入去离子水，将介孔锆/镧双氢氧化物前驱体纤维由石英架支撑后置于水热釜中，保证纤维不被釜中的去离子水浸泡，再将水热釜置于125~250℃ 的恒温烘箱中，保温时间2~24h后，自然冷却至室温，取出的纤维在45 ℃ 的烘箱中烘干。

2.根据权利要求1所述的利用介孔锆/镧双氢氧化物纤维净化磷酸盐废水的方法，其特征在于，步骤（1）中，甲醇溶剂总量为聚乙酰丙酮合锆质量的1~3倍。

3.根据权利要求1所述的利用介孔锆/镧双氢氧化物纤维净化磷酸盐废水的方法，其特征在于，步骤（1）中，聚乙酰丙酮合锆、六水合硝酸镧、聚氧化乙烯、P-123加入到甲醇溶剂中后，在40~45℃ 下搅拌3.0~4.5 h；

步骤（1）中，所述浓盐酸为质量分数为37%的盐酸，加入浓盐酸的质量为聚乙酰丙酮合锆质量的5%。

4.根据权利要求1所述的利用介孔锆/镧双氢氧化物纤维净化磷酸盐废水的方法，其特征在于，步骤（2）中静电纺丝的条件为：环境温度为20~25℃ 、空气相对湿度为30%~40%，静电纺丝电压为11~19 kV；

采用带不锈钢针头的注射器，控制注射速度为1.5 mL/h，采用平板收丝装置，注射针头与收丝装置距离为20~24 cm。

5.根据权利要求1所述的利用介孔锆/镧双氢氧化物纤维净化磷酸盐废水的方法，其特征在于，步骤（3）中，高压水蒸汽气氛热处理中所使用的水热釜内注入去离子水体积为50-100mL，高压水蒸汽气氛热处理的保温时间为4h、6h、8h、10h、12h、16h。

6.根据权利要求1所述的利用介孔锆/镧双氢氧化物纤维净化磷酸盐废水的方法，其特征在于，所述磷酸盐废水的初始pH≥2.0，所述磷酸盐离子浓度为30~1000 mg/L。

7.根据权利要求1所述的利用介孔锆/镧双氢氧化物纤维净化磷酸盐废水的方法，其特征在于，所述介孔锆/镧双氢氧化物纤维的加入量为0.01-0.6 g/L。

8.根据权利要求1所述的利用介孔锆/镧双氢氧化物纤维净化磷酸盐废水的方法，其特征在于，采用轨道式摇床振荡，振荡频率为140-160rpm，振荡时间为4 h，振荡温度为20~35℃ 。