[發明專利]一種磁性納米顆粒吸附劑以及制備方法和應用

在審

• 申請號: 201811233708.6
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN111085175A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 王雷
• 申請（專利權）人: 南京化學工業園環保產業協同創新有限公司
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30
• 代理公司: 江蘇舜點律師事務所 32319
• 代理人: 孫丹

本發明公開了一種磁性納米顆粒吸附劑以及制備方法和應用，由載體和納米顆粒吸附組分組成，其所述的載體為二氧化硅核殼型多孔復合微球，二氧化硅核殼型多孔復合微球的內核是四氧化三鐵（Fe3O4），外殼為碳化物、二氧化硅以及離子液體的聚合物，所述納米顆粒粒徑為2—3nm，所述納米顆粒間距約0.24nm—0.36nm，所述納米顆粒孔隙率達到81.15%，本發明的有益效果是：該發明一種磁性納米顆粒吸附劑以及制備方法和應用通過二氧化硅核殼型多孔復合微球來進行吸附，粒徑均勻、分散性較強、具有較強的耐候性、較高的熱穩定性和化學穩定性、無毒、生物活性高、吸附力強、吸附量大，使得降低了生產成本。

技術領域

本發明涉及一種磁性納米顆粒材料，具體為一種磁性納米顆粒吸附劑以及制備方法和應用。

背景技術

磁性納米顆粒有著優異的物理化學性質，有著良好的磁性能，表面積較大，而且表面易于功能化而被廣泛地應用于各個領域，而且，磁性納米顆粒通過將磁性納米顆粒作為核，再將表面包裹著不同的材料，入氧化硅等構建核殼納米顆粒，能發展出唯一做新型催化劑。

目前的磁性納米顆粒吸附劑大多以活性炭類為主，這樣的磁性納米顆粒吸附劑雖然價格便宜，大大降低了成本，但是分散性較弱、具有較弱的耐候性、較弱的熱穩定性和化學穩定性，吸附力弱，不能對污水中的化學污染物進行徹底吸附，而且，磁性納米顆粒吸附劑不能循環利用，難以實現對吸附劑的控制和回收，吸附效率低。

發明內容

為了上述的目的，本發明提供了一種吸附能力強、吸附效率高的磁性納米顆粒吸附劑以及制備方法和應用。

一方面，本發明提供了一種磁性納米顆粒吸附劑，所述磁性納米顆粒吸附劑以四氧化三鐵（Fe3O4）納米顆粒為磁核，表面依次包裹有碳化物、二氧化硅以及離子液體的聚合物，所述納米顆粒粒徑為2—3nm，所述納米顆粒間距約0.24nm—0.36nm，所述納米顆粒孔隙率達到81.15%，所述碳化物表面通過碳氧鍵連接有離子液體的聚合物，所述離子液體的聚合物通過表面帶負電荷的氫氧鍵通過靜電作用與二氧化硅相連接。

另一方面，本發明提供了一種磁性納米顆粒吸附劑的制備方法和應用，其包括以下步驟：

1)將四氧化三鐵（Fe3O4）緩慢置于反應容器內，然后與乙醇和濃氨水(NH3·H2O)按3:2:2的比例均勻混合后，將四氧化三鐵（Fe3O4）與乙醇和濃氨水(NH3·H2O)反應后升溫至40°C—50°C，隨后放置恒溫，放置24小時后，使得磁性分離納米顆粒，得到納米顆粒；

2)將步驟1)得到的納米顆粒經過蒸餾水進行洗滌，得到包裹后的中間產物顆粒，再將中間產物顆粒與甲醛（HCHO）一邊進行混合一邊置于反應瓶內溶液使用玻璃杯攪拌，攪拌20min，以此對反應瓶內的溶液進行沉淀，得到沉淀物；

3)將步驟2)得到的沉淀物加熱至50°C—60°C，維持恒溫，再攪拌20min，20min后加入離子液體的聚合物，反應2—3小時后，對沉淀物與離子液體的聚合物反應后的溶液進行磁性分離得到納米顆粒；

4)將步驟3)得到的磁性分離后的納米顆粒的濾液置于磁力攪拌器上，攪拌2小時，隨后再將攪拌好的溶液置于60°C的真空干燥箱中進行干燥，干燥24小時后，即可得到最終產物。

本發明的有益效果是：該發明一種磁性納米顆粒吸附劑的制備方法是通過二氧化硅核殼型多孔復合微球來進行吸附，粒徑均勻、分散性較強、具有較強的耐候性、較高的熱穩定性和化學穩定性、無毒、生物活性高、吸附力強、吸附量大，使得降低了生產成本，同時，可以有效的實現大幅度提高了催化劑的可循環利用次數，有利于實現催化劑的控制和回收，降低了成本，提高催化效率。

具體實施方式