一种钙钛矿磁性纳米材料及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115920832A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202211331052.8C02F1/28(2006.01)(22)申请日2022.10.28C02F1/72(2006.01)B01J23/83(2006.01)(71)申请人南京工业大学B01J37/03(2006.01)地址210009江苏省南京市鼓楼区新模范C02F101/30(2006.01)马路5号申请人南京工大膜应用技术研究所有限公司(72)发明人周明赵乐凯马潇邢卫红(74)专利代理机构南京天华专利代理有限责任公司32218专利代理师徐冬涛(51)Int.Cl.B01J20/06(2006.01)B01J20/28(2006.01)B01J20/30(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图5页(54)发明名称一种钙钛矿磁性纳米材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明涉及一种钙钛矿磁性纳米材料及其制备方法，该材料分子结构式为LaxFe0.55TiyCo0.45‑yO3。先将镧、铁和钴金属盐溶于水中搅拌，得混合的金属盐水溶液；然后将钛金属有机化合物前驱体和醇的水溶液混合，加热搅拌得二氧化钛溶胶；再将二氧化钛溶胶滴加至金属盐水溶液中，加入络合剂，再调节pH，加热搅拌，蒸发形成粘稠状凝胶；烘干后，煅烧，制得钙钛矿磁性纳米材料。本发明制备过程简易。该材料对水中有机污染物展现出优异的吸附性能，吸附容量大且吸附速率快；材料兼具有催化性，能活化氧化剂并原位降解有机吸附质，实现污染物彻底去除及吸附剂快速再生；材料的磁性可以便于吸附剂的回收与循环利用。该材料面向水中微污染物治理具有突出的应用前景。CN115920832ACN115920832A权利要求书1/1页1.一种钙钛矿磁性纳米材料，其特征在于分子结构式为LaxFe0.55TiyCo0.45‑yO3，属于金属氧体ABO3构型，其中0.85≤x≤1，0.1≤y≤0.4，材料兼具高吸附性与催化双功能。2.一种制备如权利要求1所述的钙钛矿型磁性纳米材料的方法，其具体步骤如下：(1)按LaxFe0.55TiyCo0.45‑yO3结构式中化学计量比称取含镧、铁和钴的金属盐以及钛金属有机化合物前驱体；先将镧金属盐、铁金属盐和钴金属盐溶于去离子水中，搅拌，制得混合的金属盐水溶液；(2)然后将钛金属有机化合物前驱体和醇的水溶液按摩尔配比混合，加热搅拌至溶胶澄清透明，制得二氧化钛溶胶；(3)再将所制备的二氧化钛溶胶滴加至步骤(1)混合的金属盐水溶液中，按摩尔配比加入络合剂，最后加入缓冲剂调节pH范围，加热搅拌，蒸发形成粘稠状凝胶；(4)将制备的粘稠状凝胶烘干后，在含氧气氛中按特定的升温程序进行煅烧，最终制得钙钛矿型LaxFe0.55TiyCo0.45‑yO3磁性材料。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的镧、铁和钴的金属盐分别为硝酸镧、硝酸铁和硝酸钴。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中钛金属有机化合物前驱体为钛酸四丁酯；醇的水溶液中的醇为聚合物醇任意一种和乙醇的混合物，聚合物醇与乙醇的体积比为1：(3～5)；聚合物醇的水溶液中醇与水的体积比为(12～15)：1；所述的钛金属有机化合物前驱体与醇的水溶液的摩尔比为3：(13～16)；制备钛溶胶加热搅拌的温度为50℃～60℃。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)中所述的有机络合剂为柠檬酸金属盐；所述的缓冲剂为氨水；所述的有机络合剂与金属元素的摩尔比在(4～5)：1；添加缓冲剂调节pH在3～5酸性范围；加热蒸发温度为70℃～80℃；。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤(4)中粘稠状凝胶烘干的温度为100℃～120℃；所述的特定的升温程序为：升温速率为3℃/min～5℃/min，先加热至300℃～400℃保温2～3小时，再继续升温加热至700℃～800℃保温4～5小时。7.一种如权利要求1所述的钙钛矿型磁性纳米材料在吸附废水有机污染物中的应用。2CN115920832A说明书1/6页一种钙钛矿磁性纳米材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及一种钙钛矿磁性纳米材料及其制备方法和应用，尤其涉及一种水处理领域兼具高效吸附与催化性能的钙钛矿型LaxFe0.55TiyCo0.45‑yO3磁性纳米材料及其制备方法和应用。背景技术[0002]吸附是废水处理中对有机污染物清除最广泛的处理技术之一，主要利用吸附材料自身密集孔结构、超大比表面积、高孔容率、以及表面活性基团，通过物理或化学作用将有机物分子吸附到吸附材料的表面以及孔结构中，从而达到去除水中污染物的目的。目前应用最普遍的吸附材料是活性炭材料，其制备原材料丰富，但是制备成本高，可再