[發(fā)明專利]一種氧化錫納米管自組裝膜材料及其制備方法和除砷應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610536658.3
• 申請(qǐng)日: 2016-07-08
• 公開（公告）號(hào): CN107585783B
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李琦;楊煒沂;張閣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院金屬研究所
• 主分類號(hào): C01G19/02
• 分類號(hào): C01G19/02;B82Y40/00;B82Y30/00;B01J20/06;B01J20/30;C02F1/28
• 代理公司: 21002 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 許宗富;周秀梅<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>

1.一種氧化錫納米管自組裝膜材料，其特征在于：該膜材料是由氧化錫納米管自組裝并相互交織形成，其中：所述氧化錫為金紅石型氧化錫，所述氧化錫納米管的內(nèi)徑為10-30nm，管壁厚度為10-25nm，管長(zhǎng)大于1 μm；

該膜材料的比表面積為80~120 m² g^-1，膜材料表面有直徑14.6 nm ~ 44.6 nm的介孔存在，比孔容為0.05~0.2 cm³ g^-1；該膜材料表面含有羥基活性基團(tuán)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化錫納米管自組裝膜材料的制備方法，其特征在于：該方法是以納米纖維為模板，利用氧化還原沉淀與選擇性刻蝕的工藝，制備出氧化錫納米管，進(jìn)而通過氧化錫納米管自組裝交織得到氧化錫納米管自組裝膜材料；該方法包括如下步驟：

（1）納米纖維模板的制備：將過硫酸鉀、硫酸鉀和硫酸錳溶于去離子水中，所得溶液中過硫酸鉀濃度為0.01-0.2 mol/L，硫酸鉀濃度為0.01-0.2 mol/L，硫酸錳濃度為0.01-0.2mol/L；將所得溶液置于80-250 ^oC烘箱進(jìn)行水熱反應(yīng)，保溫時(shí)間12-80 h；待反應(yīng)完全后，對(duì)所得樣品進(jìn)行收集和清洗，并在60 ^oC條件下烘干12 h，即得到納米纖維模板；

（2）氧化錫/納米纖維復(fù)合材料的制備：將步驟（1）所得納米纖維模板均勻分散在錫酸鉀和尿素的混合溶液中，將其置于60-150^oC水浴中保溫10-30 h；然后進(jìn)行真空抽濾和清洗，再在60 ^oC條件下烘干12 h，即得到氧化錫/納米纖維復(fù)合材料；該復(fù)合材料中，氧化錫均勻分布于納米纖維表面；

（3）氧化錫納米管自組裝膜材料的制備：將步驟（2）所得氧化錫/納米纖維復(fù)合材料溶于10-100mmol/L的草酸溶液中，置于磁力攪拌器上攪拌，常溫刻蝕20-36 h，得到氧化錫納米管；通過真空抽濾對(duì)所得氧化錫納米管進(jìn)行收集和清洗，并在60 ^oC條件下烘干12 h，即得到所述氧化錫納米管自組裝膜材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氧化錫納米管自組裝膜材料的制備方法，其特征在于：步驟（2）所述混合溶液中，錫酸鉀為1-5 mmol/L，尿素為10-20 mmol/L。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氧化錫納米管自組裝膜材料的制備方法，其特征在于：步驟（2）中，所述混合溶液的溶劑由乙醇和水組成，乙醇和水的體積比例為（0.5-3）:1。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氧化錫納米管自組裝膜材料的制備方法，其特征在于：該氧化錫納米管自組裝膜材料的厚度可通過控制氧化錫納米管的量來調(diào)節(jié)，同時(shí)該膜材料能夠修剪為各種形狀。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化錫納米管自組裝膜材料的除砷應(yīng)用，其特征在于：所述氧化錫納米管自組裝膜材料直接應(yīng)用于水中砷離子的一步去除。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氧化錫納米管自組裝膜材料的除砷應(yīng)用，其特征在于：所述氧化錫納米管自組裝膜材料在常溫下的飽和吸附量超過93.8 mg/g，Langmuir單層最大吸附容量達(dá)到112.4 mg/g。