一种环糊精诱导3D花状镁铝水滑石的制备方法及其应用
本发明涉及功能高分子材料合成领域和土壤污染物吸附领域，尤其涉及一种环糊精诱导3d花状镁铝水滑石的制备方法及其应用。
背景技术：
：：1、现阶段，随着人口数量的逐渐增多，全世界对粮食的需求量和安全性的要求也随之增加。但在农作物的生产过程中，为了提高农作物产量，以满足全球人口对粮食的需求，人们往往会使用大量的除草剂类农药，进而对土壤以及水体环境产生了巨大的危害。其中，苯氧酸类除草剂，尤其是2-甲基-4-氯苯氧乙酸（二甲四氯）除草剂，被大量应用于农作物的生产中。由于人们缺乏对环境安全的足够认知，除草剂的正确使用往往被忽略，导致在许多农作物的生产地区，除草剂的错误使用已经成为了一种习惯。因此，对农作物过度使用除草剂后，会使得大量残留的除草剂通过降雨和灌溉等过程，转变为环境中的污染物。这些污染物进而会渗透到作物根部区域以外的土壤中，并最终转移渗透到天然水体（如地下水和地表水）中，造成了环境中水体和土壤的严重污染。2、目前，对存在于土壤与水体中的有害有机物（包括农药除草剂、染料等）处理方法，主要分为吸附、生物降解、水解、光解以及生物修复处理等方法。而吸附法是最重要的技术之一，其操作简单，并且在此过程中不需要添加任何危险化学品。例如，kamaraj r, et al.（eco-friendly and easily preparedgraphene nanosheets for safe drinking water:removal of chlorophenoxyacetic acid herbicides [j], 2017, 2(1): 342-355.）采用电化学剥离法制备了环保、高性价比的多层石墨烯纳米片（gns），并将其应用于水中氯苯氧乙酸除草剂的吸附，虽然合成的吸附剂绿色环保，但是吸附去除率较低，吸附时间较长。wang hp, et al.（detection and adsorption of2-methyl-4-chlorophenoxyaceticacid in vegetables via dual-functional molecularly imprinted polymer dopingwith carbon dot [j], 2024, 273: 125874.）以柠檬酸和尿素为原料合成了蓝色荧光碳点（cd），并以4-乙烯基吡啶为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，并掺杂cd，在单分散聚(甲基丙烯酸甘油酯-乙二醇二甲基丙烯酸酯)微球上制备了双功能的分子印迹聚合物，虽然合成的材料对2-甲基-4-氯苯氧乙酸具有较高的吸附容量，但其合成工艺复杂，并且吸附时间较长。因此，亟需开发一种合成工艺简单、环保且能够快速高效去除除草剂的功能材料。3、层状双氢氧化物（ldhs）也被称作水滑石，是一种阴离子粘土，为天然或合成粘土家族的一部分。ldhs通常可用公式表示为：[m2+1-xm3+x(oh)2]x+[(an-)x/n·mh2o]x-，其中m2+可以是mg2+、co2+、zn2+等二价金属离子；m3+可以是三价金属离子，如al3+、ga3+、fe3+、mn3+或gd3+等；an-是水滑石层与层间的阴离子，如no32-或cl-；x是m3+/(m2++ m3+)的摩尔比（0.20≤x≤0.33）。此外，由于自然界中丰富的镁和铝金属矿物资源，镁基水滑石特别是mgal-ldhs具有易于合成和低成本的优点。mgal-ldhs作为一种新型的潜在吸附剂，具有成本低、制备简单、吸附效率高等优点。由于mgal-ldhs具有独特的层状主体结构，可以通过改善层间距或引入功能性主客体分子，使mgal-ldhs展现出更多的活性中心，从而增强其材料在性能方面的提升。例如，发明专利cn 115999518a公开了一种去除磷酸盐的吸附剂的制备和使用方法，主要是将海藻酸钠、聚丙烯酰胺与ldhs进行混合分散，并接着加入zr4+，得到一种去除磷酸盐的吸附剂，该材料虽然具有较高的吸附容量，但其材料制备过程复杂且反应条件苛刻。bünning kt, et al.（the effect of zr(iv) addition on the phosphate removalproperties of mgal-ldh [j]. appl. clay sci., 2023, 245: 107125.）制备了一种zr掺杂的mgal-ldh，并将其应用于废水中磷酸盐的去除，虽然其吸附容量较高，但其吸附时间长，合成工艺繁杂，与本发明所属
技术领域：
：完全不同，仅仅是做了简单的掺杂，并没有改变其结构或形貌。发明专利cn117358194a公开了mg-fe层状双氢氧化物吸附剂的制备及应用，即采用共沉淀法制备的吸附材料对染料具有较好的吸附性能，但共沉淀法所制备的材料容易团聚。发明专利cn 113578256a公开了铁镁水滑石@膨润土复合材料及其制备方法和应用，是将共沉淀法所得的铁镁水滑石负载于膨润土表面，虽然所合成的材料对水中重金属离子具有较好的吸附容量，但其吸附条件相对复杂，吸附时间较长，且合成的材料并没有改变水滑石的结构，只是利用负载于水滑石表面的膨润土增强其吸附能力。发明专利cn107552007a公开了离子液体改性镁铝层状双氢氧化物吸附剂及其制备和应用，所制备的材料对染料具有较好的吸附性能，但其制备过程较为繁杂，并且吸附时间较长。tang fq,et al.（preparation of zrldh-based 3dmicrospheres for phosphate recovery [j].j. environ. chem. eng., 2022, 10(5):108484.）采用水热法制备了一种zr掺杂的三维微球状镁铝水滑石，所制备的材料对磷酸盐具有较好的吸附去除率，但吸附时间相对较长，材料合成过程中仅将金属离子进行了掺杂。综上所述，大部分水滑石材料的制备是通过引入特殊的外部材料来增强水滑石的吸附性能，但并未改变水滑石的结构，且合成工艺较为复杂。另一方面，对于污染物的吸附去除过程中，吸附时间都比较长。因此，对这类材料的性能还有待于进一步提升。因此，在设计制备高反应活性的水滑石材料时，不仅要考虑所引入材料对结构与形貌的影响，以及简化所合成的工艺流程和制备方法，而且要提升材料对污染物的吸附去除率和缩短吸附时间，使得材料达到优异的吸附性能。4、在糖类分子中，低聚糖具有天然可再生、资源丰富、适用性广和环境友好等明显优势。其中，环糊精（cyclodextrin，简称cd）是直链淀粉在芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶作用下生成的一系列环状低聚糖的总称，通常含有6~12个d-吡喃葡萄糖单元。由于其充足的活性位点、特殊的主客体空腔结构和优良的生物相容性，使得其用于诱导材料的结构和形貌时具有很大的优势。例如，发明专利cn 113750968a公开了一种不溶于水的环糊精基金属有机骨架材料及其制备方法，主要是将环糊精加入合成金属有机骨架材料的过程中，使得金属有机骨架材料具有优良的结构稳定性、较多的活性位点和较高的比表面积，可实现废水中污染物（亚甲基蓝、pb2+和sb3+）的快速去除。wu h, et al.（high-efficiencygold recovery byadditive-induced supramolecular polymerization of β-cyclodextrin [j]. nat. commun. 2023, 14: 1284.）制备了一种精确控制β-环糊精和四溴酸盐阴离子之间形成的超分子聚合物，可用于金的回收利用。发明专利cn 104109248a公开了基于桥式双环糊精主客体诱导聚集构筑的聚集体及其应用，是以构筑单元胱氨酸桥式双β-环糊精为主体，以金刚烷、聚乙烯亚胺为客体，通过主客体诱导构筑的二元超分子聚集体，主要应用于生物基因的治疗领域。chend, et al. （efficient removal of variouscoexisting organic pollutants in water based on β-cyclodextrinpolymermodified flower-like fe3o4particles [j]. j.colloid interf. sci., 2021, 589:217-228.）使用β环糊精修饰花状fe3o4颗粒，可用于水中有机污染物（双酚a和亚甲基蓝、罗丹明b、疏水性罗丹明6g和甲基橙）的去除。liu x, et al.（synthesis andphotoluminescence of novel 3d flower-like camoo4 architectures hierarchicallyself-assembled with tetragonal bipyramidnanocrystals [j]. opt. mater., 2015,43: 10-17.）通过β-环糊精辅助沉淀-水热法合成了八面体纳米晶体（四方双棱锥）自组装的三维（3d）层叠花状camoo4微结构，所合成的材料展现出较好的光致发光性能。因此，环糊精分子的加入，可以影响材料的结构与性质，对于提高材料的应用性能有着优良的特性。技术实现思路1、本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺简单、成本低廉、环境友好的环糊精诱导3d花状镁铝水滑石的制备方法。2、本发明所要解决的另一个技术问题是提供该环糊精诱导3d花状镁铝水滑石的应用。3、为解决上述问题，本发明所述的一种环糊精诱导3d花状镁铝水滑石的制备方法，其特征在于：该方法是指在室温下，先将镁盐和铝盐溶解分散于去离子水中，即得浓度为0.04~0.20 g/ml的镁铝混合溶液；所述镁铝混合溶液中加入尿素，使其呈弱碱性且ph值保持恒定，搅拌0.5~2.5 h后，即得分散均匀的混合液；然后，在500~1200r/min搅拌速度下，将浓度为3~42 mg/ml的环糊精水溶液逐滴加入到所述混合液中，搅拌20~80 min后，即得均一透明的溶液；最后，将该均一透明的溶液置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中进行水热反应，所得产物经离心分离、洗涤、冷冻干燥，即得环糊精诱导的3d花状镁铝水滑石粉末。4、所述镁盐与所述铝盐的质量比为1.0：1.0~4.0：1.0；所述镁盐和所述铝盐的总质量与所述尿素的质量比为1：1~10：1。5、所述镁盐为mgco3、mgcl2·6h2o或mg (no3)2·6h2o中的一种；所述铝盐为alcl3、al(no3)3·9(h2o)或al2(so4)3中的一种。6、所述浓度为3~42 mg/ml的环糊精水溶液是指在0.10~1.05 g的环糊精中加入25~75 ml的去离子水，经超声分散所得均一透明的溶液；所述环糊精为α-环糊精、β-环糊精或γ-环糊精中的一种。7、所述镁盐和所述铝盐的总质量与所述环糊精水溶液中环糊精的质量比为2：1~24：1。8、所述水热反应的条件是指温度为140~220℃，时间为16~28 h。9、所述洗涤是指采用极性溶剂，洗涤次数3~6次；所述极性溶剂为二甲基甲酰胺(dmf)、无水乙醇、无水甲醇和蒸馏水中的一种或两种的混合液。10、所述冷冻干燥的条件是指温度为-58~-30℃，冷冻时间为25~60 h。11、一种采用如上所述方法制备的3d花状镁铝水滑石材料。12、如上所述的一种3d花状镁铝水滑石的应用，其特征在于：该3d花状镁铝水滑石用于吸附农药二甲四氯。13、本发明与现有技术相比具有以下优点：14、1、本发明以再生资源丰富且环境友好的天然大分子环糊精作为结构诱导剂，使得镁铝水滑石的形貌及层间距发生了显著变化，进而使其暴露出更多的反应活性位点，相比于未改性的镁铝水滑石，该材料表现出优异的吸附农药性能。15、2、本发明采用水热法制备3d花状镁铝水滑石材料，工艺简单、原料易得、成本低廉、制备条件温和且环境友好。16、3、本发明所制备的3d花状镁铝水滑石材料可应用于农药二甲四氯的快速高效吸附，其去除率可达到95%以上。当前第1页12当前第1页12
技术特征：
技术总结
本发明涉及一种环糊精诱导3D花状镁铝水滑石的制备方法，该方法是指在室温下，先将镁盐和铝盐溶解分散于去离子水中，即得镁铝混合溶液；镁铝混合溶液中加入尿素，使其呈弱碱性且pH值保持恒定，搅拌后即得分散均匀的混合液；然后，在搅拌条件下，将环糊精水溶液逐滴加入到混合液中，即得均一透明的溶液；最后，将该均一透明的溶液置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中进行水热反应，所得产物经离心分离、洗涤、冷冻干燥，即得环糊精诱导的3D花状镁铝水滑石粉末。同时，本发明还公开了该3D花状镁铝水滑石的应用。本发明具有工艺简单、成本低廉、环境友好的优点，所制备的3D花状镁铝水滑石材料可应用于农药二甲四氯的快速高效吸附。
技术研发人员：王荣民,张峰,陈媛媛,赵胜兰,李军,何玉凤
受保护的技术使用者：西北师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23
背景技术：
：：1、现阶段，随着人口数量的逐渐增多，全世界对粮食的需求量和安全性的要求也随之增加。但在农作物的生产过程中，为了提高农作物产量，以满足全球人口对粮食的需求，人们往往会使用大量的除草剂类农药，进而对土壤以及水体环境产生了巨大的危害。其中，苯氧酸类除草剂，尤其是2-甲基-4-氯苯氧乙酸（二甲四氯）除草剂，被大量应用于农作物的生产中。由于人们缺乏对环境安全的足够认知，除草剂的正确使用往往被忽略，导致在许多农作物的生产地区，除草剂的错误使用已经成为了一种习惯。因此，对农作物过度使用除草剂后，会使得大量残留的除草剂通过降雨和灌溉等过程，转变为环境中的污染物。这些污染物进而会渗透到作物根部区域以外的土壤中，并最终转移渗透到天然水体（如地下水和地表水）中，造成了环境中水体和土壤的严重污染。2、目前，对存在于土壤与水体中的有害有机物（包括农药除草剂、染料等）处理方法，主要分为吸附、生物降解、水解、光解以及生物修复处理等方法。而吸附法是最重要的技术之一，其操作简单，并且在此过程中不需要添加任何危险化学品。例如，kamaraj r, et al.（eco-friendly and easily preparedgraphene nanosheets for safe drinking water:removal of chlorophenoxyacetic acid herbicides [j], 2017, 2(1): 342-355.）采用电化学剥离法制备了环保、高性价比的多层石墨烯纳米片（gns），并将其应用于水中氯苯氧乙酸除草剂的吸附，虽然合成的吸附剂绿色环保，但是吸附去除率较低，吸附时间较长。wang hp, et al.（detection and adsorption of2-methyl-4-chlorophenoxyaceticacid in vegetables via dual-functional molecularly imprinted polymer dopingwith carbon dot [j], 2024, 273: 125874.）以柠檬酸和尿素为原料合成了蓝色荧光碳点（cd），并以4-乙烯基吡啶为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，并掺杂cd，在单分散聚(甲基丙烯酸甘油酯-乙二醇二甲基丙烯酸酯)微球上制备了双功能的分子印迹聚合物，虽然合成的材料对2-甲基-4-氯苯氧乙酸具有较高的吸附容量，但其合成工艺复杂，并且吸附时间较长。因此，亟需开发一种合成工艺简单、环保且能够快速高效去除除草剂的功能材料。3、层状双氢氧化物（ldhs）也被称作水滑石，是一种阴离子粘土，为天然或合成粘土家族的一部分。ldhs通常可用公式表示为：[m2+1-xm3+x(oh)2]x+[(an-)x/n·mh2o]x-，其中m2+可以是mg2+、co2+、zn2+等二价金属离子；m3+可以是三价金属离子，如al3+、ga3+、fe3+、mn3+或gd3+等；an-是水滑石层与层间的阴离子，如no32-或cl-；x是m3+/(m2++ m3+)的摩尔比（0.20≤x≤0.33）。此外，由于自然界中丰富的镁和铝金属矿物资源，镁基水滑石特别是mgal-ldhs具有易于合成和低成本的优点。mgal-ldhs作为一种新型的潜在吸附剂，具有成本低、制备简单、吸附效率高等优点。由于mgal-ldhs具有独特的层状主体结构，可以通过改善层间距或引入功能性主客体分子，使mgal-ldhs展现出更多的活性中心，从而增强其材料在性能方面的提升。例如，发明专利cn 115999518a公开了一种去除磷酸盐的吸附剂的制备和使用方法，主要是将海藻酸钠、聚丙烯酰胺与ldhs进行混合分散，并接着加入zr4+，得到一种去除磷酸盐的吸附剂，该材料虽然具有较高的吸附容量，但其材料制备过程复杂且反应条件苛刻。bünning kt, et al.（the effect of zr(iv) addition on the phosphate removalproperties of mgal-ldh [j]. appl. clay sci., 2023, 245: 107125.）制备了一种zr掺杂的mgal-ldh，并将其应用于废水中磷酸盐的去除，虽然其吸附容量较高，但其吸附时间长，合成工艺繁杂，与本发明所属
技术领域：
：完全不同，仅仅是做了简单的掺杂，并没有改变其结构或形貌。发明专利cn117358194a公开了mg-fe层状双氢氧化物吸附剂的制备及应用，即采用共沉淀法制备的吸附材料对染料具有较好的吸附性能，但共沉淀法所制备的材料容易团聚。发明专利cn 113578256a公开了铁镁水滑石@膨润土复合材料及其制备方法和应用，是将共沉淀法所得的铁镁水滑石负载于膨润土表面，虽然所合成的材料对水中重金属离子具有较好的吸附容量，但其吸附条件相对复杂，吸附时间较长，且合成的材料并没有改变水滑石的结构，只是利用负载于水滑石表面的膨润土增强其吸附能力。发明专利cn107552007a公开了离子液体改性镁铝层状双氢氧化物吸附剂及其制备和应用，所制备的材料对染料具有较好的吸附性能，但其制备过程较为繁杂，并且吸附时间较长。tang fq,et al.（preparation of zrldh-based 3dmicrospheres for phosphate recovery [j].j. environ. chem. eng., 2022, 10(5):108484.）采用水热法制备了一种zr掺杂的三维微球状镁铝水滑石，所制备的材料对磷酸盐具有较好的吸附去除率，但吸附时间相对较长，材料合成过程中仅将金属离子进行了掺杂。综上所述，大部分水滑石材料的制备是通过引入特殊的外部材料来增强水滑石的吸附性能，但并未改变水滑石的结构，且合成工艺较为复杂。另一方面，对于污染物的吸附去除过程中，吸附时间都比较长。因此，对这类材料的性能还有待于进一步提升。因此，在设计制备高反应活性的水滑石材料时，不仅要考虑所引入材料对结构与形貌的影响，以及简化所合成的工艺流程和制备方法，而且要提升材料对污染物的吸附去除率和缩短吸附时间，使得材料达到优异的吸附性能。4、在糖类分子中，低聚糖具有天然可再生、资源丰富、适用性广和环境友好等明显优势。其中，环糊精（cyclodextrin，简称cd）是直链淀粉在芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶作用下生成的一系列环状低聚糖的总称，通常含有6~12个d-吡喃葡萄糖单元。由于其充足的活性位点、特殊的主客体空腔结构和优良的生物相容性，使得其用于诱导材料的结构和形貌时具有很大的优势。例如，发明专利cn 113750968a公开了一种不溶于水的环糊精基金属有机骨架材料及其制备方法，主要是将环糊精加入合成金属有机骨架材料的过程中，使得金属有机骨架材料具有优良的结构稳定性、较多的活性位点和较高的比表面积，可实现废水中污染物（亚甲基蓝、pb2+和sb3+）的快速去除。wu h, et al.（high-efficiencygold recovery byadditive-induced supramolecular polymerization of β-cyclodextrin [j]. nat. commun. 2023, 14: 1284.）制备了一种精确控制β-环糊精和四溴酸盐阴离子之间形成的超分子聚合物，可用于金的回收利用。发明专利cn 104109248a公开了基于桥式双环糊精主客体诱导聚集构筑的聚集体及其应用，是以构筑单元胱氨酸桥式双β-环糊精为主体，以金刚烷、聚乙烯亚胺为客体，通过主客体诱导构筑的二元超分子聚集体，主要应用于生物基因的治疗领域。chend, et al. （efficient removal of variouscoexisting organic pollutants in water based on β-cyclodextrinpolymermodified flower-like fe3o4particles [j]. j.colloid interf. sci., 2021, 589:217-228.）使用β环糊精修饰花状fe3o4颗粒，可用于水中有机污染物（双酚a和亚甲基蓝、罗丹明b、疏水性罗丹明6g和甲基橙）的去除。liu x, et al.（synthesis andphotoluminescence of novel 3d flower-like camoo4 architectures hierarchicallyself-assembled with tetragonal bipyramidnanocrystals [j]. opt. mater., 2015,43: 10-17.）通过β-环糊精辅助沉淀-水热法合成了八面体纳米晶体（四方双棱锥）自组装的三维（3d）层叠花状camoo4微结构，所合成的材料展现出较好的光致发光性能。因此，环糊精分子的加入，可以影响材料的结构与性质，对于提高材料的应用性能有着优良的特性。技术实现思路1、本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺简单、成本低廉、环境友好的环糊精诱导3d花状镁铝水滑石的制备方法。2、本发明所要解决的另一个技术问题是提供该环糊精诱导3d花状镁铝水滑石的应用。3、为解决上述问题，本发明所述的一种环糊精诱导3d花状镁铝水滑石的制备方法，其特征在于：该方法是指在室温下，先将镁盐和铝盐溶解分散于去离子水中，即得浓度为0.04~0.20 g/ml的镁铝混合溶液；所述镁铝混合溶液中加入尿素，使其呈弱碱性且ph值保持恒定，搅拌0.5~2.5 h后，即得分散均匀的混合液；然后，在500~1200r/min搅拌速度下，将浓度为3~42 mg/ml的环糊精水溶液逐滴加入到所述混合液中，搅拌20~80 min后，即得均一透明的溶液；最后，将该均一透明的溶液置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中进行水热反应，所得产物经离心分离、洗涤、冷冻干燥，即得环糊精诱导的3d花状镁铝水滑石粉末。4、所述镁盐与所述铝盐的质量比为1.0：1.0~4.0：1.0；所述镁盐和所述铝盐的总质量与所述尿素的质量比为1：1~10：1。5、所述镁盐为mgco3、mgcl2·6h2o或mg (no3)2·6h2o中的一种；所述铝盐为alcl3、al(no3)3·9(h2o)或al2(so4)3中的一种。6、所述浓度为3~42 mg/ml的环糊精水溶液是指在0.10~1.05 g的环糊精中加入25~75 ml的去离子水，经超声分散所得均一透明的溶液；所述环糊精为α-环糊精、β-环糊精或γ-环糊精中的一种。7、所述镁盐和所述铝盐的总质量与所述环糊精水溶液中环糊精的质量比为2：1~24：1。8、所述水热反应的条件是指温度为140~220℃，时间为16~28 h。9、所述洗涤是指采用极性溶剂，洗涤次数3~6次；所述极性溶剂为二甲基甲酰胺(dmf)、无水乙醇、无水甲醇和蒸馏水中的一种或两种的混合液。10、所述冷冻干燥的条件是指温度为-58~-30℃，冷冻时间为25~60 h。11、一种采用如上所述方法制备的3d花状镁铝水滑石材料。12、如上所述的一种3d花状镁铝水滑石的应用，其特征在于：该3d花状镁铝水滑石用于吸附农药二甲四氯。13、本发明与现有技术相比具有以下优点：14、1、本发明以再生资源丰富且环境友好的天然大分子环糊精作为结构诱导剂，使得镁铝水滑石的形貌及层间距发生了显著变化，进而使其暴露出更多的反应活性位点，相比于未改性的镁铝水滑石，该材料表现出优异的吸附农药性能。15、2、本发明采用水热法制备3d花状镁铝水滑石材料，工艺简单、原料易得、成本低廉、制备条件温和且环境友好。16、3、本发明所制备的3d花状镁铝水滑石材料可应用于农药二甲四氯的快速高效吸附，其去除率可达到95%以上。当前第1页12当前第1页12
技术特征：
1.一种环糊精诱导3d花状镁铝水滑石的制备方法，其特征在于：该方法是指在室温下，先将镁盐和铝盐溶解分散于去离子水中，即得浓度为0.04~0.20 g/ml的镁铝混合溶液；所述镁铝混合溶液中加入尿素，使其呈弱碱性且ph值保持恒定，搅拌0.5~2.5 h后，即得分散均匀的混合液；然后，在500~1200 r/min搅拌速度下，将浓度为3~42 mg/ml的环糊精水溶液逐滴加入到所述混合液中，搅拌20~80 min后，即得均一透明的溶液；最后，将该均一透明的溶液置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中进行水热反应，所得产物经离心分离、洗涤、冷冻干燥，即得环糊精诱导的3d花状镁铝水滑石粉末。
2.如权利要求1所述的一种环糊精诱导3d花状镁铝水滑石的制备方法，其特征在于：所述镁盐与所述铝盐的质量比为1.0：1.0~4.0：1.0；所述镁盐和所述铝盐的总质量与所述尿素的质量比为1：1~10：1。
3.如权利要求2所述的一种环糊精诱导3d花状镁铝水滑石的制备方法，其特征在于：所述镁盐为mgco3、mgcl2·6h2o或mg (no3)2·6h2o中的一种；所述铝盐为alcl3、al(no3)3·9(h2o)或al2(so4)3中的一种。
4.如权利要求1所述的一种环糊精诱导3d花状镁铝水滑石的制备方法，其特征在于：所述浓度为3~42 mg/ml的环糊精水溶液是指在0.10~1.05 g的环糊精中加入25~75 ml的去离子水，经超声分散所得均一透明的溶液；所述环糊精为α-环糊精、β-环糊精或γ-环糊精中的一种。
5.如权利要求1所述的一种环糊精诱导3d花状镁铝水滑石的制备方法，其特征在于：所述镁盐和所述铝盐的总质量与所述环糊精水溶液中环糊精的质量比为2：1~24：1。
6.如权利要求1所述的一种环糊精诱导3d花状镁铝水滑石的制备方法，其特征在于：所述水热反应的条件是指温度为140~220℃，时间为16~28 h。
7.如权利要求1所述的一种环糊精诱导3d花状镁铝水滑石的制备方法，其特征在于：所述洗涤是指采用极性溶剂，洗涤次数3~6次；所述极性溶剂为二甲基甲酰胺、无水乙醇、无水甲醇和蒸馏水中的一种或两种的混合液。
8. 如权利要求1所述的一种环糊精诱导3d花状镁铝水滑石的制备方法，其特征在于：所述冷冻干燥的条件是指温度为-58~-30℃，冷冻时间为25~60 h。
9.一种采用如权利要求1~8任一项所述方法制备的3d花状镁铝水滑石材料。
10.如权利要求9所述的一种3d花状镁铝水滑石的应用，其特征在于：该3d花状镁铝水滑石用于吸附农药二甲四氯。
技术总结
本发明涉及一种环糊精诱导3D花状镁铝水滑石的制备方法，该方法是指在室温下，先将镁盐和铝盐溶解分散于去离子水中，即得镁铝混合溶液；镁铝混合溶液中加入尿素，使其呈弱碱性且pH值保持恒定，搅拌后即得分散均匀的混合液；然后，在搅拌条件下，将环糊精水溶液逐滴加入到混合液中，即得均一透明的溶液；最后，将该均一透明的溶液置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中进行水热反应，所得产物经离心分离、洗涤、冷冻干燥，即得环糊精诱导的3D花状镁铝水滑石粉末。同时，本发明还公开了该3D花状镁铝水滑石的应用。本发明具有工艺简单、成本低廉、环境友好的优点，所制备的3D花状镁铝水滑石材料可应用于农药二甲四氯的快速高效吸附。
技术研发人员：王荣民,张峰,陈媛媛,赵胜兰,李军,何玉凤
受保护的技术使用者：西北师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23
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