[发明专利]一种氢氧化镧纳米粒子磷吸附材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种氢氧化镧纳米粒子磷吸附材料的制备方法，首先使用镧金属为电极采用电弧激发的方法产生镧原子，镧原子在惰性气体携带过程中碰撞合并形成镧纳米粒子，然后使镧纳米粒子在常温常压下与水蒸气反应，生成氢氧化镧纳米粒子，最后采用载体材料对氢氧化镧纳米粒子进行接收，得到氢氧化镧纳米粒子磷吸附材料。其合成过程简单快速、无副产物产生，通过对磷酸根的吸附效果好，主要用于水体中磷的吸附。

技术领域

本发明属于纳米材料领域，具体涉及一种氢氧化镧纳米粒子磷吸附材料的制备方法。

背景技术

由于稀土元素镧的氢氧化物对磷酸根具有特异性高效吸附的特性，而多被选择作为吸附核心来制备高效的水体磷吸附材料。尤其是在纳米尺度展开氢氧化镧纳米颗粒能够极大的发挥氢氧化镧的超高磷吸附效能，但由于目前主要合成纳米粒子的方法为水热化学合成法，合成过程中需要大量的溶剂并产生更多的污染物，并且合成的纳米粒子极其容易团聚从而失去纳米尺度高比表面积的结构优势。而且水热法合成氢氧化镧纳米粒子不仅会使用很多药剂、溶剂，产生的纳米粒子必须分散在液体内，进一步使用时又对载体具有一定的限制，进一步限制了产品的应用。

人们发展出很多制备纳米粒子的方法，如电爆法，是将两块块状金属作为电极，通电使之产生电弧，电弧轰击金属电极，轰击破碎产生相应不同尺寸的纳米粒子。该方法形成的纳米粒子尺寸不可控，一般在5nm-1000nm之间，同时这种方法仅能制备纳米金属单质，对于金属的氢氧化物纳米粒子则无法获得。

CN201280043459.9提供了一种通过产生电火花轰击流经前体气体制备纳米粒子的方法，该方法制备得到的纳米粒子可以包含硅，或硅的化合物或合金，并且典型地可用于电子和电学用途中。但该方法只能通过对制备成气体的元素进行轰击，而不能对块状原料进行处理，使用受到很大限制；并且该方法形成的纳米粒子种类很有限，得到的纳米粒子气溶胶中包含剩余的原料气体：如锗烷，无法形成纯净的粒子，同时也无法合成金属氢氧化物纳米粒子。

发明内容

本发明所要解决的技术问题为：如何提供一种氢氧化镧纳米粒子磷吸附材料的制备方法，解决现有的氢氧化镧纳米粒子合成方法污染大及容易发生团结的问题。

本发明的技术方案为：

一种氢氧化镧纳米粒子磷吸附材料的制备方法，其特征在于，在惰性气氛中，首先使用镧金属为电极，采用电弧激发的方法产生镧原子，镧原子在惰性气体携带过程中碰撞合并形成0.5～2nm的初始镧纳米粒子；

然后通入水蒸气，使镧纳米粒子与水蒸气在常温常压下发生水合反应，生成氢氧化镧纳米粒子；最后采用载体材料对氢氧化镧纳米粒子进行接收，得到氢氧化镧纳米粒子磷吸附材料。

进一步地，具体操作方法为：取密封腔，将一对金属镧电极安装在腔体上，金属镧电极伸入腔体内且金属镧电极尖端之间的间距可调；将金属镧电极连接到可调制的高压电源上，调节可调制高压电源，使金属镧电极的尖端放电产生电火花，使金属镧电极金属原子化，同时镧原子不断聚并形成初始纳米粒子；

腔体上在金属镧电极安装的垂直方向开有进气孔和出气孔，从进气孔通入惰性气体载气，惰性气体载气携带镧原子蒸汽过程中，其不断聚并形成初始纳米粒子；在出气孔外连接另一密封反应腔体，该反应腔体上开有水蒸气通道并通入水蒸气，水蒸气与进入反应腔体的初始镧金属原子在反应腔体内反应生成氢氧化镧纳米粒子；在反应腔体的末端采用载体材料对氢氧化镧纳米粒子进行接收，得到氢氧化镧纳米粒子磷吸附材料。

进一步地，更具体方法如下：将两个直径3～6.35mm、纯度为99.99％的金属镧电极，安装在一个电极之间的间隙可以从0mm-100mm调节的四通不锈钢腔体中；

在电极两端接入高压电并与电容器并联，使相对的两个电极尖端放电产生电火花，使金属镧电极原子化，并在与电极安装垂直方向的通路通入惰性气体，原子化镧蒸汽在迁移过程中，原子相互碰撞聚集形成镧纳米粒子，形成镧纳米粒子气溶胶流进入反应腔体；