[發明專利]一種磁性碳納米洋蔥材料的制備方法和應用

有效

• 申請號: 201610074957.X
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN105944666B
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 陳建榮;王方園;吳西林;周夢幽;仲淑賢
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/34
• 代理公司: 杭州宇信知識產權代理事務所(普通合伙)33231
• 代理人: 黃鐵軍

技術領域

本發明涉及一種磁性碳納米洋蔥材料的制備方法和應用，屬于納米材料和吸附技術領域。

背景技術

納米科學作為二十一世紀前沿科學，正在引領著各個學科的發展。近年來，新型碳納米材料的發展非常迅速，富勒烯、碳納米管、碳納米洋蔥、石墨烯納米復合材料等因其獨特的結構特點和優異的性能而引起廣泛的重視，成為納米科學中的重要分支。

1985年，英國的克羅托首次發現了一種類似足球狀的封閉中空的碳原子簇C₆₀，并將之命名為富勒烯(巴基球)，這一重大發現開辟了零維碳材料的領域。僅僅6年以后，日本物理學家飯島澄男通過電弧放電法制備出了一種具有納米碳的多層管狀物—碳納米管，這也是一維碳材料的首次發現。1992年，Ugarte將電弧放電所產生的碳灰中的多面體石墨微粒在HRTEM電子束輻照下轉變成了準球狀的同心殼層-洋蔥狀富勒烯。2004年，英國的Andre Geim和Konstantin Novoselov利用微機械分離法直接將石墨薄片依次裁剪，得到了穩定的單層石墨烯，這一重大突破填補了二維碳材料的空白，極大地豐富了人們對碳材料的認識。

目前，新型碳納米材料不斷發展，合成技術也不斷革新，一方面可以促進新材料及其相關技術的研發，另一方面大大加強了其在各個領域的應用能力。就其在環境科學中的應用而言，新型碳納米材料為環境科學提供了新的材料、工藝和技術保障。該技術可用于原水的處理、自來水的深度凈化、污水處理以及再生回水的生產等，與傳統的水處理方法相比，納米水處理工藝占地小，人力和能源消耗少，具有常規方法沒有的優勢^[5,6]。

雙酚A是世界上使用最廣泛的工業化合物之一，主要用于生產聚碳酸酯、環氧樹脂、聚砜樹脂、聚苯醚樹脂、不飽和聚酯樹脂等多種高分子材料，也可用于生產增塑劑、阻燃劑、抗氧劑、熱穩定劑、橡膠防老劑、農藥、涂料等精細化工產品，在人們的日常生活中，如罐頭食品和飲料的包裝、奶瓶、水瓶、眼鏡片等的制造過程中，也都有應用。雙酚A在世界范圍內很多國家和地區的天然水體中都有檢出。然而，雙酚A會干擾人體生殖、發育等生理活動，導致內分泌失調、新陳代謝紊亂，引發癌癥，威脅人體健康。因此，控制水環境中的雙酚A污染十分重要。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種新型的磁性碳納米洋蔥材料制備方法和應用。材料制備成本低，過程簡單，對雙酚A的吸附性能好。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種磁性碳納米洋蔥材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

A、制備新蠟燭：稱量20g蠟燭于圓底燒瓶中，在110℃油浴鍋中將蠟燭熔化3min得到蠟燭油，向其中加入1.5g乙酰丙酮鐵和1.0g十二胺，在110℃下攪拌10min，將蠟燭油重新制成蠟燭；

B、收集蠟燭煙灰：點燃步驟A制得的新蠟燭，用玻璃片在火焰上收集煙灰；

C、制備磁性碳納米洋蔥材料：將收集好的蠟燭煙灰裝進真空管式氣氛電阻爐中600-900℃下加熱2h，即可得到帶有磁性的碳納米洋蔥材料。

上述磁性碳納米洋蔥材料對于吸附水環境雙酚A(二酚基丙烷)的應用，包括以下步驟：

A、將0.1g磁性碳納米洋蔥材料配成1.0g/L溶液(待用)，20只干凈的10mL離心管(待用)，配置200mg/L、500mg/L雙酚A溶液(待用)；

B、設定離心管中混合液(吸附劑+雙酚A+蒸餾水)總體積為6mL，每次取3mL吸附劑于離心管中，加入一定體積的雙酚A溶液，使雙酚A的濃度范圍為10～200mg/L，加入一定體積的蒸餾水；

C、將混合液pH調為6，放入30℃恒溫震蕩器中，震蕩轉速為200rpm，震蕩25h；

D、分離，12000rpm離心5min，將磁性碳納米洋蔥材料分離出來，再用微孔濾膜過濾，完成對雙酚A的吸附處理。

E、用HPLC法檢測剩余的雙酚A含量。

該材料制備成本低，過程簡單，對雙酚A的吸附性能好。

附圖說明：

圖1是本發明方法制備的磁性炭納米洋蔥的掃描圖。

圖2是本發明方法制備的磁性炭納米洋蔥的透射圖。

圖3是本發明方法制備的磁性炭納米洋蔥吸附雙酚A的等溫線。

圖4是本發明方法制備出的磁性炭納米洋蔥吸附雙酚A的時間的影響。

具體實施例方式

為了進一步了解本發明，下面結合實施例對本發明的實施方案進行描述，但不僅局限于這些實施例。