[发明专利]一种有机磷吸附剂的制备方法和该吸附剂的应用

说明书

本发明公开了一种尿素官能团化磁性吸附材料Urea‑Fe₃O₄@LDH的制备及其在吸附去除水中有机磷的应用，属于水污染控制技术领域。该Urea‑Fe₃O₄@LDH的制备，首先利用共沉淀法和水热法结合制备磁性核壳结构Fe₃O₄@LDH，然后运用将尿素官能团负载在Fe₃O₄@LDH的表面，得到Urea‑Fe₃O₄@LDH。本发明提供的吸附材料表面含尿素基团，可用于水中有机磷的高效去除，并且利用磁铁能快速从水中分离。

技术领域

本发明属于水污染控制技术领域，涉及一种有机磷吸附剂的制备方法和利用Urea-Fe₃O₄@LDH吸附有机磷的方法。

背景技术

有机磷(OP)是一类化学物质，根据与中心P原子相连的官能团不同而具有不同的化学性质，主要包括除草剂，杀虫剂，有机磷阻燃剂等，这类物质都是以含有磷原子的有机酯化合物为基础，具有毒性、生物积累性和持久性。大多数有机磷使用后仍留在生态系统中，并可在许多环境介质中检测到，如水、土壤和大气，直接或间接地对生态环境和人类安全构成了巨大威胁；此外，已经在许多植物和动物中检测到有机磷，特别是蔬菜、水果、牛奶等食品中，它们通过人体内的食物链积聚。因此，开发有效的材料是去除水中有机磷的重要挑战。

为了从水体中有效去除有机磷，需要开发具有高效快速吸附能力的材料。尿素对有机磷污染物具有显着的选择性。尿素作为活性位点的基团通过鉴定P＝O吸附有机磷污染物，尿素供体和P＝O受体可在反应中形成氢键。在水中，带有尿素衍生基团的吸附剂可以通过NH-CO-NH和P＝O之间产生静电吸引或氢键结合，这有利于快速和选择性地去除水中的有机磷污染物。

此外，吸附剂的分离和回收是将它们用于去除水和废水处理中的污染物的另一个重要因素。Fe₃O₄磁性纳米粒子具有生物相容性，无毒，易与水溶液分离的特性。同时核壳结构被证实是防止Fe₃O₄聚集和氧化的有效方法。层状双氢氧化物(LDHs)因其丰富的羟基，非凡的离子交换能力和简单的制备而备受关注。本发明成功制备了Fe₃O₄@LDH核壳材料和Urea-Fe₃O₄@LDH，能够高效快速吸附有机磷污染物，并且在反应中表现出良好的分离能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用Urea-Fe₃O₄@LDH高效快速吸附有机磷并快速从水中分离的方法。

本发明利用共沉淀法和水热法制备磁性核壳结构Fe₃O₄@LDH，然后利用LDH表面的羟基将尿素官能团负载在Fe₃O₄@LDH的表面，得到磁性吸附材料Urea-Fe₃O₄@LDH。该吸附剂表面NH-CO-NH基团具有良好的吸附作用，并且具有顺磁性，采用磁铁即能够实现快速简单分离。

Urea-Fe₃O₄@LDH的制备方法，包括以下步骤：

Ⅰ.Fe₃O₄@LDH的制备：

(1)将Fe₃O₄纳米颗粒超声分散在30mL去离子水中，与NaOH和Na₂CO₃混合均匀；