[發明專利]磁性碳修飾的鎂鐵水滑石復合材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201810587610.4
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108704610B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 袁興中;謝沅沅;熊婷;吳志斌;蔣龍波;丁小偉;曾光明
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/34;C02F101/20
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 何文紅

本發明公開了一種磁性碳修飾的鎂鐵水滑石復合材料及其制備方法和應用，該復合材料包括鎂鐵水滑石和負載在其上的磁性碳，其中磁性碳包括碳納米顆粒和負載在其上的Fe₃O₄納米顆粒。其制備方法包括磁性碳及其混合液的制備；利用Fe(NO₃)₃·9H₂O溶液、Mg(NO₃)₂·6H₂O溶液和磁性碳混合液制備磁性碳修飾的鎂鐵水滑石復合材料。本發明復合材料具有環境友好、吸附性能好、穩定性好、易制備等優點，其制備方法具有反應條件容易控制、操作方法簡單、成本低廉、耗能少、耗時短等優點。本發明復合材料可用于處理重金屬廢水，具有去除率高、去除速率快、操作方便、成本低廉、無二次污染等優點，有著很好的使用價值和應用前景。

技術領域

本發明屬于材料制備與環境保護領域，涉及一種鎂鐵水滑石復合材料及其制備方法和應用，具體涉及一種磁性碳修飾的鎂鐵水滑石復合材料及其制備方法和應用。

背景技術

隨著經濟的發展，能源與環境問題日益突出，吸附技術作為一種有效去除重金屬的方法，在水污染控制方面有著無可取代的重要作用。傳統的水滑石材料由于具有一定的吸附量并且不產生二次污染而被視為具有良好產能和環境修復應用前景的吸附材料。然而，由于水滑石的穩定性差、吸附量低，這嚴重限制了水滑石材料的應用范圍。因此，提高水滑石材料的吸附性能、穩定性對于水滑石在吸附技術領域的應用發展具有很大的意義。

到目前為止，已有多種水滑石復合材料被制備出來，如Fe₃O₄@SiO₂@MgFe-LDH、Citrate-LDH、Malate-LDH、pristine-LDH等已經被制備，但上述材料的合成方法復雜、生產成本高，且產物的吸附量仍然不理想，難以滿足工業化應用的需求。因此獲得一種環境友好、吸附性能好、穩定性好、易制備的水滑石復合材料，以及提供一種反應條件容易控制、操作方法簡單、無二次污染、環保效益好的水滑石復合材料的制備方法，對于擴大水滑石在吸附領域的應用具有重要意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種環境友好、吸附性能好、穩定性好、易制備的磁性碳修飾的鎂鐵水滑石復合材料，還提供了一種反應條件容易控制、操作方法簡單、無二次污染、環保效益好、成本低廉、耗能少、耗時短的磁性碳修飾的鎂鐵水滑石復合材料的制備方法，以及該磁性碳修飾的鎂鐵水滑石復合材料在處理重金屬廢水中的應用，該應用方法具有去除率高、去除速率快、處理時間短、操作方便、成本低廉、無二次污染等優點。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種磁性碳修飾的鎂鐵水滑石復合材料，所述磁性碳修飾的鎂鐵水滑石復合材料包括磁性碳和鎂鐵水滑石，所述磁性碳負載在鎂鐵水滑石上；所述磁性碳包括Fe₃O₄納米顆粒和碳納米顆粒，所述Fe₃O₄納米顆粒負載在碳納米顆粒上。

上述的磁性碳修飾的鎂鐵水滑石復合材料，進一步改進的，所述磁性碳修飾的鎂鐵水滑石復合材料中，碳納米顆粒的質量百分含量為2.3%～18.5%，Fe₃O₄納米顆粒的質量百分含量為0.5%～4.3%，鎂鐵水滑石的質量百分含量為77.3%～97.1%。

上述的磁性碳修飾的鎂鐵水滑石復合材料，進一步改進的，所述磁性碳修飾的鎂鐵水滑石復合材料的比表面積為1.10 m²/g～8.27 m²/g，平均孔徑為2.19 nm～16.44 nm，孔容為0.0023 cm³/g～0.018 cm³/g；所述磁性碳為球狀，半徑為50 nm～400 nm；所述鎂鐵水滑石為片狀。