一种磁性纳米碳、其制备方法及其在去除水中微塑料中的应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111514868A(43)申请公布日2020.08.11(21)申请号202010274841.7(22)申请日2020.04.09(71)申请人华东师范大学地址200241上海市闵行区东川路500号(72)发明人谢冰汤烨苏应龙(74)专利代理机构上海德禾翰通律师事务所31319代理人陈艳娟(51)Int.Cl.B01J20/28(2006.01)B01J20/20(2006.01)B01J20/30(2006.01)C02F1/28(2006.01)C02F101/30(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称一种磁性纳米碳、其制备方法及其在去除水中微塑料中的应用(57)摘要本发明属于环境保护与资源循环综合利用领域，公开了一种磁性纳米碳及其制备方法，以及利用该磁性纳米碳去除水中微塑料的方法。本发明利用化学沉积与高温煅烧结合的方法制备磁性纳米碳，将合成的磁性纳米碳投入含微塑料的水中，经充分接触后，磁性纳米碳被吸附在微塑料表面，利用永磁铁即可将微塑料从水中移除。微塑料及磁性纳米碳的混合物置于管式炉内，在氮气氛围下进行高温处理，微塑料经热分解为气体，磁性纳米碳上无塑料分解产物残留，可重复使用。本发明可有效的去除水中的微塑料，同时利用热技术也可回收磁性纳米碳进行循环利用，具有易操作、高效、节约成本等特点。CN111514868ACN111514868A权利要求书1/1页1.一种磁性纳米碳的制备方法，其特征在于，所述方法包括：(1)将纳米碳、六水氯化铁和七水硫酸亚铁混合后，调节溶液pH至10-11，在温度为60-70℃搅拌反应3-5h；(2)用永磁体收集(1)中反应后的固体，用去离子水洗涤收集的固体至溶液pH不变，在管式炉内，以升温速率8-10℃/min加热到550-600℃，保持时间1.5-2h，得到所述磁性纳米碳。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述纳米碳的粒径为1-2nm；和/或，所述调pH所用的试剂为氨水、氢氧化钠溶液、盐酸中的一种或多种。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述pH为11；和/或，所述反应的温度为65℃；和/或，所述反应的时间为4h；和/或，所述纳米碳、六水氯化铁和七水硫酸亚铁的质量比为9-10：5-6：2-3。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述升温速率为10℃/min；和/或，所述加热的最高温度为600℃；和/或，所述保持时间为2h；和/或，所述永磁体为烧结钕铁硼、粘结钕铁硼、永磁铁氧体中的一种或多种。5.如权利要求1-4之任一项所述的方法制备得到的磁性纳米碳。6.如权利要求5所述的磁性纳米碳在去除水中微塑料中的应用。7.一种利用如权利要求5所述的磁性纳米碳去除水中微塑料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(a)将磁性纳米碳投入含有微塑料的水中，置于摇床以150-180r/min的转速震荡4-5h；所述磁性纳米碳与微塑料的质量比为1-1.2：1；(b)利用永磁体将表面附着磁性纳米碳的微塑料从水中移除。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤(a)中，所述磁性纳米碳与微塑料的质量比为1：1；和/或，所述摇床的转速为180r/min。9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤(b)中，所述永磁体为烧结钕铁硼、粘结钕铁硼、永磁铁氧体中的一种或多种。10.一种利用如权利要求5所述的磁性纳米碳去除水中微塑料后，对所述磁性纳米碳进行回收处理的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将表面附着磁性纳米碳的微塑料置于管式炉内，以升温速率8-10℃/min将所述管式炉内的加热室加热到550-600℃，保持时间1.5-2h，得到无塑料残留的所述磁性纳米碳。2CN111514868A说明书1/6页一种磁性纳米碳、其制备方法及其在去除水中微塑料中的应用技术领域[0001]本发明属于环境保护与资源循环综合利用领域，涉及新型污染物中微塑料的去除及磁性纳米碳的回收，具体涉及一种利用磁性纳米碳去除水中微塑料的方法。背景技术[0002]塑料由于具有性质稳定、耐冲击性好及绝缘性好等优点，作为一种重要高分子聚合物被广泛应用，微塑料是塑料经破碎分裂和体积减小而形成的直径小于5毫米的塑料颗粒。据报道，每年都有大量的微塑料进入淡水环境中，微塑料进入环境后可吸附环境中的持久性有机污染物、重金属和病原体，进一步造成生态风险。在中国，大部分海域的微塑料丰度都高于其他国家，目前我国承受着更多来自微塑料污染的风险。因此，无论是从保障人类生命安全还是保护环境的角度，高效经济去除水中的微塑料显得至关重要。[0003]常规的污水处理厂工艺无法完全去除微塑料，