[发明专利]一种用于吸附VB的片状钒酸镍纳米材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于吸附VB的片状钒酸镍纳米材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：将NH₄VO₃溶解于超纯水中，搅拌至完全溶解后加入Ni(NO₃)₂·6H₂O的水溶液，搅拌后加入一水合1,10‑菲啰啉的乙醇‑水混合溶液，持续搅拌后制得片状钒酸镍纳米材料。该方法通过以1,10‑菲啰啉作为螯合剂，采用共沉淀法成功制备了多层片状钒酸镍纳米材料，并且成功地将该材料应用于对维多利亚蓝B的吸附性能上，该材料对VB具有优异的选择性吸附性能，同时具备良好的再生能力，可以循环使用。

技术领域

本发明涉及吸附剂制备技术领域，具体涉及到一种用于吸附VB的片状钒酸镍纳米材料及其制备方法。

背景技术

在我国工业实力不断增强的背景之下，纺织工业、印刷工业以及食品制造业等产量不断提升，因此对于有机染料的需求增大。有机染料具有残留浓度高、色度深、非生物降解性等特点，成为染料废水难以处理的难题之一。维多利亚蓝B(VB)是一种三苯甲烷类阳离子型染料，其化学性质较稳定，不易褪色，染色效果好，在纺织工业和印染工业中得到广泛的使用。但其实际染色附着率较低，故会大量存在于印染污水之中。这些存在于污水中的染料不易降解，且有毒性，很难用生物方法降解。若直接排放至河流湖泊中，将对我国的环境治理造成巨大的压力。所以合理地解决这些工业中所产生的染料废水给环境带来的影响具有重要的意义。目前，离子交换技术、电化学氧化技术、光催化降解、吸附法等较为成熟的污水处理技术方法已应用于水污染治理中。上述几种方法中，吸附法被认为是一种经济、环保、简单、便捷的处理废水污染物的方法。因此，合理选择吸附性能优良的吸附剂，将对染料废水中有机染料的污染处理起到事半功倍的效果。

钒酸盐作为一种重要的过渡金属多氧酸盐，由于钒的价态有着多重的变化，因而从V⁵⁺价态到V²⁺价态的钒酸盐材料中，大多具有层状晶体结构或者通道结构，能够提供更多的活性位点，有利于其它粒子有效地在晶格空隙中进行附着。目前，关于钒酸盐材料的研究相对较多的有：钒酸锌，钒酸锰，钒酸钴，钒酸镍等。其中钒酸镍有着价格相对较低、环境友好、催化性能优异等特点，被认为是一种具有良好潜力的钒酸盐材料而备受关注。钒酸镍材料的制备方法主要有溶胶-凝胶法、水热法、沉淀法等。有研究人员利用一步水热法制备出片层结构的Ni₃V₂O₈/Ni复合材料；采用了固相法制备了亚微米级的Ni₃V₂O₈粉末，是一种高度结晶的单相材料；通过喷雾干燥法制备出含有数十个纳米孔的Ni₃V₂O₈微球纳米材料，作为锂离子电池的阴极候选材料；利用静电纺丝的方法将一维纳米纤维嵌入三维Ni₃V₂O₈纳米管中，使Ni₃V₂O₈材料的催化性能和稳定性有明显提高。钒酸盐材料多被应用于电催化电池领域，对染料的吸附性能却没有人研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于吸附VB的片状钒酸镍纳米材料及其制备方法，可以制备出对VB有选择性吸附性能的钒酸镍纳米材料，并且该材料有优秀的再生能力，可以循环使用。

为达上述目的，本发明提供了一种用于吸附VB的片状钒酸镍纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

将NH₄VO₃溶解于温度为70-90℃的超纯水中，搅拌至完全溶解后加入Ni(NO₃)₂·6H₂O的水溶液，搅拌后加入一水合1,10-菲啰啉的乙醇-水混合溶液，持续搅拌后制得片状钒酸镍纳米材料。