[發明專利]一種用于環境水樣中唑類殺菌劑去除的磁性納米材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110378392.5
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113070038B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 楊中華;盧志衡;李建洪;朱福興;萬虎;何順
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/28;C02F1/28;C02F101/38
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所(普通合伙) 42001
• 代理人: 王敏鋒

本發明公開了一種用于環境水樣中唑類殺菌劑去除的磁性納米材料及其制備方法，上述方法包括：先通過溶劑熱的方法合成磁性內核(Fe₃O₄)，然后通過共沉淀法在磁性內核外合成雙層氫氧化物(Zn₂Al?LDH)，最后通過原位生長的方法在磁性雙層氫氧化物(Fe₃O₄@Zn₂Al?LDH)的表面合成具有多孔結構的金屬有機骨架[MIL?53(Al)]從而形成磁性復合材料[Fe₃O₄@Zn₂Al?LDH@MIL?53(Al)]。采用本發明方法制備的吸附劑既擁有金屬有機骨架比表面積大的優良性能，又繼承了磁性材料的磁性分離特性，使這種復合材料具有快速的吸附和分離速度以及高吸附容量的特點。同時，這種材料在重復使用5次以后，對唑類殺菌劑的去除效率仍然能夠達到85％以上，應用前景廣闊。

技術領域

本發明屬于環保材料和污染物去除技術領域，具體涉及一種用于環境水樣中唑類殺菌劑去除的磁性納米材料及其制備方法。

背景技術

磁性納米材料作為吸附劑去除環境中的污染物，如：雜環農藥(J,Ma.etal.2018)、有機磷農藥(S,Mahpishanian.et al.2015)、醫藥化合物(R,Xiao.et al.2019)等，因為其快速高效的吸附分離過程、優異的重復利用性能，引起了大家極大的關注。

最近，金屬有機骨架因為其可調控的孔徑、大的比表面積以及良好的化學及熱穩定性，從而在催化(W,Fan.et al.2018)、儲能(J,Yongchao.et al.2021)、吸附(Y,Peng.etal.2016)等方面被廣泛應用。其中，由于金屬有機骨架孔徑分布均勻且孔隙結構完全開放，所以它能在水相中高效選擇性吸附和分離目標污染物，因此，這些磁性復合材料被廣泛應用于環境水樣中污染物的去除。與具有剛性結構的多孔金屬有機骨架不同，有幾種金屬有機骨架是柔性的，可以經歷可逆的結構轉變，包括單位體積的急劇變化，即所謂的“呼吸”效應(X,Qian.et al.2013)。具有“呼吸”結構的金屬有機骨架的典型例子是MIL-53(M)家族。另外，MIL-53很適合用于水中吸附去除芳香化合物，一方面由于其優異的穩定性，能在水中穩定分散達到高效去除污染物的效果，另一方面，它們的苯環有助于MIL-53框架的有機配體中芳烴部分與目標化合物芳香環之間形成π-π堆積相互作用，從而有利于對這類化合物的吸附去除。因此，將磁性內核與金屬有機骨架MIL-53結合，能夠使復合材料既擁有磁性材料的快速分離性質，又擁有金屬有機骨架高比表面積，高孔隙率以及易于功能化等優點，使得這種磁性納米材料在環境水樣中去除各種污染物具有巨大的應用潛力和前景。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種高吸附量，穩定性好，操作便捷，能快速吸附及分離的磁性納米材料及其制備方法。

本發明的另一個目的在于將所合成的磁性納米材料應用于環境水樣中唑類殺菌劑的高效去除。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種磁性納米材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)磁性雙層氫氧化物Fe₃O₄@Zn₂Al-LDH的制備：將Fe₃O₄、Zn(NO₃)₂·6H₂O和Al(NO₃)₃·9H₂O按照一定比例加入水中，調節溶液pH，攪拌一段時間后，離心、將產物用甲醇或無水乙醇清洗、真空干燥后得到所述磁性雙層氫氧化物；