[發(fā)明專利]一種核殼型磁性納米材料及其制備方法與用途

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210132904.4
• 申請(qǐng)日: 2022-02-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114534683A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡奕博;楊暢;馬黎航;杜婷;苑寶玲;付明來(lái);劉淑坡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華僑大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/06
• 分類號(hào): B01J20/06;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 35222
• 代理人: 陳曉思

1.一種核殼型納米磁性材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，獲取納米零價(jià)鐵；

S2，將納米零價(jià)鐵置于5～40℃的水中制成懸濁液，加入高錳酸鉀溶液，進(jìn)行超聲反應(yīng)，然后磁選分離，磁選出的固體為鐵錳氧化物包覆納米零價(jià)鐵的所述核殼型納米磁性材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核殼型納米磁性材料的制備方法，其特征在于，步驟S1包括：在攪拌和無(wú)氧條件下，按照FeCl₃和NaBH₄的摩爾比為1：3～40的添加比例，將FeCl₃溶液加入到NaBH₄溶液中進(jìn)行反應(yīng)1～30min，反應(yīng)后磁吸出固體，將該磁吸出的固體清洗后得到所述納米零價(jià)鐵。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的核殼型納米磁性材料的制備方法，其特征在于：步驟S1中，所述FeCl₃溶液和所述NaBH₄溶液，所使用的溶劑均為超純水，所得納米零價(jià)鐵的粒徑為100nm，記為NZVI100。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的核殼型納米磁性材料的制備方法，其特征在于：

步驟S1中，所述FeCl₃溶液和所述NaBH₄溶液，所使用的溶劑均為20％乙醇溶液，所得納米零價(jià)鐵的粒徑為50nm，記為NZVI50；

步驟S2中，在將納米零價(jià)鐵置于5～40℃的水中制成懸濁液后，先加入三價(jià)鋁鹽溶液，再加入高錳酸鉀溶液；其中，所加入的三價(jià)鋁鹽中的三價(jià)鋁和所加入的納米零價(jià)鐵的摩爾比為1：1～40。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的核殼型納米磁性材料的制備方法，其特征在于：步驟S1中，所述FeCl₃溶液和所述NaBH₄溶液，所使用的溶劑均為50％乙醇溶液，所得納米零價(jià)鐵的粒徑為20nm，記為NZVI20。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核殼型納米磁性材料的制備方法，其特征在于：步驟S2中，在加入高錳酸鉀溶液之后，還加入二價(jià)錳鹽溶液共同超聲反應(yīng)，以提升所述核殼型納米磁性材料的Mn/Fe質(zhì)量比；其中，所加入的二價(jià)錳鹽溶液中的二價(jià)錳和所加入的納米零價(jià)鐵的摩爾比為1：0.5～40。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的核殼型納米磁性材料的制備方法，其特征在于：步驟S2中，所加入的納米零價(jià)鐵和高錳酸鉀的摩爾比為1：0.1～3。

8.一種核殼型納米磁性材料，其特征在于，根據(jù)權(quán)利要求1～7任意一項(xiàng)所述的制備方法所制備得到；所述核殼型納米磁性材料由納米零價(jià)鐵和鐵錳氧化物組成，所述鐵錳氧化物包覆所述納米零價(jià)鐵，表面為多孔結(jié)構(gòu)；所述鐵錳氧化物中鐵的價(jià)態(tài)為+3價(jià)，錳的價(jià)態(tài)為+4和+3價(jià)態(tài)的混合。

9.一種如權(quán)利要求8所述的核殼型納米磁性材料的用途，其特征在于，應(yīng)用于吸附水中的重金屬陽(yáng)離子污染物，吸附重金屬陽(yáng)離子污染物后，采用磁吸方式將吸附有重金屬陽(yáng)離子污染物的所述核殼型納米磁性材料從水中分離出來(lái)，并使用氯化鉀和/或氯化鈉溶液進(jìn)行脫附以回收所述核殼型納米磁性材料。

10.一種如權(quán)利要求8所述的核殼型納米磁性材料的用途，其特征在于，應(yīng)用于催化高錳酸鉀氧化降解新興有機(jī)污染物，降解后，采用磁吸方式將所述核殼型納米磁性材料分離出來(lái)。