[發明專利]一種多孔MnFe2

有效

• 申請號: 201610451559.5
• 申請日: 2016-06-18
• 公開（公告）號: CN107512738B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 楊桂生;計娉婷;朱敏;廖雄兵
• 申請（專利權）人: 合肥杰事杰新材料股份有限公司
• 主分類號: C01G49/00
• 分類號: C01G49/00;B01J20/02;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;B82Y30/00;C02F101/20;C02F101/38
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 孫永剛

本發明公開了的一種多孔MnFe₂O₄納米材料是通過簡單溶劑熱法以檸檬酸鈉為表面活性劑，有效影響晶體各個晶面方向的生長速度，最終合成孔徑為3?5微米的多孔結構材料，合成的樣品在室溫下表現出典型的鐵磁性質。多孔結構提高了材料的比表面積，通過對剛果紅和重金屬離子CrVI和PbII溶液的吸附實驗證明,表面多孔結構MnFe₂O₄顆粒在污水處理過程中,可以更高效地去除水中的污染物,通過磁分離技術回收樣品以便再利用,提高廢水凈化率。

技術領域

本發明涉及一種多孔MnFe₂O₄納米材料及其制備方法，具體說是一種以檸檬酸鈉為表面活性劑的溶劑熱合成方法。

背景技術

工業生產中排出的污水中包含大量有機污染物和多種重金屬離子,而大部分的有機污染物是以水溶性鈉鹽的形式存在。由于其穩定的化學結構,不與光、水和許多化學物質發生分解反應，因此，染料一旦被釋放到水體環境中,就極難被清除,必須在放入接收流之前進行吸附。同時，污水中的重金屬離子與人和動物血漿中的血清蛋白相互作用，會影響生物體的葡萄糖、脂肪、蛋白質的新陳代謝。因此,提高吸附劑的吸附效果是除去污水中有機污染物和多種重金屬離子的有效途徑之一。目前常用的吸附劑有活性炭、天然的有機和無機吸附劑以及合成吸附劑。麥麩、米糠、粘土和高嶺土對CR溶液的吸附量大約為10～40mg/g,對重金屬離子Cr₆₊的吸附約為10～30mg/g,對Pb₂₊的吸附約為20～60mg/g。實驗制備的MnFe₂O₄鐵氧體納米粒子具有粗糙表面特征，有利于吸附各種有機溶劑，從而有助于解決污水處理的難題。另外，粒子在外加磁場作用下具有較強的鐵磁性，可通過簡單的磁分離過程重復使用。在磁性納米粒子中，

錳鐵氧體是具有高磁滲透性、電導率好和低損耗的尖晶石結構，被廣泛應用于諸多領域。特別是在污水處理的領域,利用磁分離技術來清潔廢水是一種較新的水處理技術。目前,如何高效深層的去除污水中的重金屬離子是急需解決的難題，已經提出或采用的方法包括化學沉淀、離子交換、吸附、膜過濾、電化學技術和臭氧氧化等等。在這些技術中，吸附方法在設計和操作上都非常靈活，具有產生高質量的水處理效果。由于吸附過程的可逆性質，利用磁性納米顆粒高分離效率的特點，可以在短時間內檢測和分離廢水中的有毒成分而有效地減少工作量，并且許多解吸過程的成本低、效率高,易于操作。

目前可用的納米金屬氧化物吸附劑，包括納米鐵氧化物、錳氧化物、鋅氧化物、鈦氧化物,鎂氧化物和氧化鈰,被列為有前途的水系統脫除重金屬。除了傳統的納米金屬氧化物，磁性氧化物由于具有一定的磁學性能,在外加磁場的作用下可以從水中分離出來。所以，在污水處理過程中，吸附劑容易回收和再生。磁性納米顆粒的粒徑大小、形態、散布和表面特性對其特性的影響很大，由于納米粒子晶體表面具有不同的原子排列和電子結構，從而使其具有不同性能和磁化能力。因此，對MnFe₂O₄微/納米粒子形貌控制合成的研究具有重要意義。本發明通過簡單的溶劑熱過程，控制表面活性劑的加入量，合成多孔形貌的MnFe₂O₄納米晶體，提高了MnFe₂O₄對于剛果紅、重金屬離子Pb₂₊、Cr₆₊溶液的吸附能力，進一步擴展了磁性材料的應用領域。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用檸檬酸鈉作為表面活性劑的溶劑熱法制備的多孔MnFe₂O₄納米材料，多孔結構的MnFe₂O₄納米晶體，提高了MnFe₂O₄對于剛果紅、重金屬離子Pb₂₊、Cr₆₊溶液的吸附能力，進一步擴展了磁性材料的應用領域。