性劑P123加入到60g無水乙醇中，攪拌條件下得到均勻混合的溶液；按照Si02: CaO: P 205: Ti02的摩爾比為80: 10: 5: 0.5依次將正硅酸乙酯、硝酸鈣、磷酸三乙酯、硝酸鑭、0.5M鹽酸溶液加入水中；將上述兩種溶液混合，攪拌24小時后，將所得溶膠倒入培養皿中，常溫放置7天，600°C焙燒7小時，得到鑭摻雜生物玻璃材料。
[0032]實施例4:
[0033]4g表面活性劑P123加入到60g無水乙醇中，攪拌條件下得到均勻混合的溶液；按照Si02: CaO: P 205: Ti02的摩爾比為80: 10: 5: 1依次將正硅酸乙酯、硝酸鈣、磷酸三乙酯、硝酸鑭、0.5M鹽酸溶液加入水中；將上述兩種溶液混合，攪拌24小時后，將所得溶膠倒入培養皿中，常溫放置7天，600°C焙燒7小時，得到鑭摻雜生物玻璃材料。
[0034]實施例5:
[0035]4g表面活性劑P123加入到60g無水乙醇中，攪拌條件下得到均勻混合的溶液；按照Si02: CaO: P 205: Ti02的摩爾比為75: 15: 5: 0.5依次將正硅酸乙酯、硝酸鈣、磷酸三乙酯、硝酸鑭、0.5M鹽酸溶液加入水中；將上述兩種溶液混合，攪拌24小時后，將所得溶膠倒入培養皿中，常溫放置5天，600°C焙燒6小時，得到鑭摻雜生物玻璃材料。
[0036]實施例6:
[0037]8g表面活性劑F127加入到60g無水乙醇中，攪拌條件下得到均勻混合的溶液；按照Si02: CaO: P 205: Ti02的摩爾比為85:5:5: 0.5依次將正硅酸乙酯、硝酸鈣、磷酸三乙酯、硝酸鑭、0.5M鹽酸溶液加入水中；將上述兩種溶液混合，攪拌24小時后，將所得溶膠倒入培養皿中，常溫放置7天，600°C焙燒7小時，得到鑭摻雜生物玻璃材料。
[0038]實施例7:
[0039]3.6g表面活性劑F104加入到60g無水乙醇中，攪拌條件下得到均勻混合的溶液；按照Si02: CaO: P 205: Ti02的摩爾比為85:5:5: 0.5依次將正硅酸乙酯、硝酸鈣、磷酸三乙酯、硝酸鑭、0.5M鹽酸溶液加入水中；將上述兩種溶液混合，攪拌24小時后，將所得溶膠倒入培養皿中，常溫放置7天，600°C焙燒7小時，得到鑭摻雜生物玻璃材料。
[0040]在上述實施例中，P123為 E02QP07QE02。，F127 為 E01Q6P07QE01Q6，F104 為 Ε027Ρ061Ε027，其中E0為環氧乙烯，P0為環氧丙烯。
[0041]實施例8:鑭摻雜介孔生物玻璃材料的吸附性能評價
[0042]量取實施例2中制得的鑭摻雜介孔生物玻璃，與25mL的濃度為20mg/L的亞甲基藍溶液混合，恒溫30°C振蕩，分別在不同時間點取樣，離心分離后取上清液，用紫外-可見分光光度計測量亞甲基藍剩余濃度，計算甲基藍去除率。
[0043]實施例9:鑭摻雜介孔生物玻璃材料的光催化活性評價
[0044]分別量取0.06g實施例1中制得的未摻鑭介孔生物玻璃和實施例2中制得的鑭摻雜介孔生物玻璃，分別與25mL的濃度為20mg/L的亞甲基藍溶液混合，在暗吸附2h達到吸附平衡后放置于24w、254nm紫外光評價裝置中進行活性評價，3h后取樣，離心分離后取上清液，用紫外-可見分光光度計測量亞甲基藍剩余濃度，計算甲基藍去除率。
【主權項】
1.一種鑭摻雜介孔生物玻璃的制備方法，包括下述步驟: 1)表面活性劑加入到無水乙醇中，攪拌條件下得到均勻混合的溶液； 2)按照設定比例依次將硅源、鈣源、磷源、可溶性鑭鹽、稀酸加入水溶液中； 3)將步驟1)所得混合液與步驟2)所得混合液充分混合，恒溫攪拌24小時； 4)將步驟3)所得溶膠倒入器皿中，使溶劑充分揮發； 5)800°C-900°C焙燒6-9小時，得到鑭摻雜介孔生物玻璃。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:所述方法步驟1)中，所述表面活性劑為聚環氧乙烯作為親水嵌段、聚環氧丙烯作為疏水嵌段的三嵌段共聚物，其分子式為ΕΟηΡΟηΕΟη, η = 20-140，m = 50-100其中EO為環氧乙烯，P0為環氧丙烯。3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述方法步驟2)中，所述硅源為正硅酸乙酯；所述鈣源為氯化鈣或硝酸鈣；所述磷源為磷酸三乙酯；所述可溶性鑭鹽為硝酸鑭或氯化鑭。4.根據權利要求1-3中任一項所述的方法，其特征在于:所述方法步驟1)-4)中，反應溫度為室溫。5.根據權利要求1-4中任一項所述的方法，其特征在于:所述制得的鑭摻雜介孔生物玻璃，其組成成分為(Si02)x-(Ca0)y-(P205)z-(Ti02)n，Si02: CaO: P 205: La 203的摩爾比為(100-60): (0-35): 5: (0.5-1)，其比表面積為 200-500cm2/g，介孔孔徑為 5-50nm，孔徑均一可調。6.一種由權利要求1-5中任一項所述方法制備得到的鑭摻雜介孔生物玻璃。7.權利要求6所述的鑭摻雜介孔生物玻璃作為吸附劑和光催化劑用于水環境中污染物的去除。
【專利摘要】本發明涉及一種鑭摻雜有序介孔生物玻璃的制備方法及其作為吸附劑和光催化劑在水處理方面的應用。本發明利用三嵌段共聚物作為表面活性劑，以正硅酸乙酯為硅源，以氯化鈣或硝酸鈣為鈣源，以磷酸三乙酯為磷源，通過向反應體系中添加納米二氧化鈦粒子，利用溶膠-凝膠法制備鑭摻雜介孔生物玻璃。該材料成分構成及配比為：SiO2∶CaO∶P2O5∶La2O3的摩爾比為(100-60)∶(0-35)∶5∶(0.5-1)，其比表面積為200-500cm2/g，介孔孔徑為5-50nm，孔徑均一有序。本發明制備的鑭摻雜介孔生物玻璃材料在水中具有較好的吸附性能和光催化活性，可應用于水環境中污染物的去除。本制備方法條件溫和，簡單易行，環境友好，重復性好，易于大規模生產。
【IPC分類】C03B19/12, C02F1/28, C03C11/00
【公開號】CN105399335
【申請號】CN201510814458
【發明人】李麗穎, 史歡睿, 汪歡, 袁千玄, 薛江玲
【申請人】天津工業大學
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年11月18日