[发明专利]一种锌铝氧化物修饰生物炭负载磷酸盐复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种锌铝氧化物修饰生物炭负载磷酸盐复合材料，其特征在于，包括锌铝氧化物修饰的生物炭和负载于所述锌铝氧化物上的磷酸盐纳米矿物，所述锌铝氧化物修饰的生物炭包括生物炭和沉积在所述生物炭表面的锌铝氧化物，所述锌铝氧化物包括锌铝层状双金属氢氧化物和氧化锌两种物相，所述磷酸盐纳米矿物中包括四水合磷酸锌复合纳米片；

所述锌铝氧化物通过强制水解法负载于生物炭上，得到锌铝氧化物修饰的生物炭，所述强制水解法包括以下步骤：

步骤1，配制锌、铝前驱体溶液：将氯化锌和六水合氯化铝溶于去离子水中，于室温下搅拌直至溶质完全溶解，所述氯化锌、六水合氯化铝和水的质量比为（1.5~1.8）：1：（8~10）；

步骤2，将所述生物炭浸渍于所述锌、铝前驱体溶液中，生物炭与锌、铝前驱体溶液的质量比为1：（28~36）；搅拌过程中逐步加入氢氧化钠溶液，调节pH到9.5~10.5，并继续搅拌反应；

步骤3，离心、清洗、干燥，干燥温度为60~70℃，得到锌铝氧化物修饰的生物炭；

所述磷酸盐纳米矿物通过浸渍沉淀法负载于锌铝氧化物修饰的生物炭上，具体包括以下步骤：将锌铝氧化物修饰的生物炭加入磷酸二氢钾溶液中，锌铝氧化物修饰的生物炭与磷酸二氢钾溶液中磷酸二氢钾的质量比为（0.5~2.5）：1，磷酸二氢钾溶液的质量浓度为0.2~1.0 g/L，在室温下混合振荡，离心、清洗、干燥，干燥温度为50~60℃，得到锌铝氧化物修饰生物炭负载磷酸盐复合材料。

2.如权利要求1所述的锌铝氧化物修饰生物炭负载磷酸盐复合材料，其特征在于，所述磷酸盐纳米矿物中磷元素的质量占所述复合材料总质量的百分比为4~10%；

所述锌铝氧化物为多孔纳米结构，所述锌铝氧化物修饰的生物炭的比表面积为50~60m²/g。

3.如权利要求1所述的锌铝氧化物修饰生物炭负载磷酸盐复合材料，其特征在于，所述步骤1中，搅拌时间为20~40分钟；

所述步骤2中，继续搅拌的时间为1~3小时；

所述步骤3中，离心转速为3000~4000转每分钟，离心时间为5~8分钟，去离子水清洗次数为4~6次。

4.如权利要求1所述的锌铝氧化物修饰生物炭负载磷酸盐复合材料，其特征在于，所述磷酸盐纳米矿物通过浸渍沉淀法负载于锌铝氧化物修饰的生物炭上时，混合振荡时间为24~30小时，混合振荡速度为100~200转每分钟，利用去离子水清洗，清洗次数为4~6次。

5.一种锌铝氧化物修饰生物炭负载磷酸盐复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，配制锌、铝前驱体溶液：将氯化锌和六水合氯化铝溶于去离子水中，于室温下搅拌直至溶质完全溶解，所述氯化锌、六水合氯化铝和水的质量比为（1.5~1.8）：1：（8~10）；

步骤2，将所述生物炭浸渍于所述锌、铝前驱体溶液中，生物炭与锌、铝前驱体溶液的质量比为1：（28~36）；搅拌过程中逐步加入氢氧化钠溶液，调节 pH到9.5~10.5，并继续搅拌反应；

步骤3，离心、清洗、干燥，干燥温度为60~70℃，得到锌铝氧化物修饰的生物炭；

步骤4，将锌铝氧化物修饰的生物炭加入磷酸二氢钾溶液中，锌铝氧化物修饰的生物炭与磷酸二氢钾溶液中磷酸二氢钾的质量比为（0.5~2.5）：1，磷酸二氢钾溶液的质量浓度为0.2~1.0 g/L，在室温下混合振荡，离心、清洗、干燥，干燥温度为50~60℃，得到锌铝氧化物修饰生物炭负载磷酸盐复合材料。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：

所述步骤1中，搅拌时间为20~40分钟；

所述步骤2中，继续搅拌的时间为1~3小时；

所述步骤3中，离心转速为3000~4000转每分钟，离心时间为5~8分钟，去离子水清洗次数为4~6次；

所述步骤4中，混合振荡时间为24~30小时，混合振荡速度为100~200转每分钟，利用去离子水清洗，清洗次数为4~6次。