一种磁性双金属氧化物/碳复合材料的制备方法及应用.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CN105854796A(43)申请公布日2016.08.17(21)申请号201610213298.3(22)申请日2016.04.08(71)申请人济南大学地址250022山东省济南市市中区南辛庄西路336号(72)发明人孟嘉闫良国于海琴闫涛杜斌(74)专利代理机构济南誉丰专利代理事务所(普通合伙企业)37240代理人李茜(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)C02F1/28(2006.01)C02F101/20(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种磁性双金属氧化物/碳复合材料的制备方法及应用(57)摘要本发明涉及磁性双金属氧化物/碳复合材料的制备及应用，属于复合材料制备和水处理技术领域。本发明将硝酸镁和硝酸铝的混合盐溶液与氢氧化钠和碳酸钠的混合碱悬浊液逐滴加入到60℃加热的含有四氧化三铁的蒸馏水的烧杯中，控制pH值10左右，继续搅拌6～12h，静置3～6h，得到磁性水滑石悬浊液；将刚果红废水加入制得的磁性水滑石悬浊液，振荡3h；然后干燥，粉碎，置于高温管式炉中，在氮气保护下500~800℃下加热2~4h，得到磁性双金属氧化物/碳复合材料；将其应用于水中铅、镉、铜离子的去除，效果良好。本发明制备的磁性双金属氧化物/碳复合材料，制备工艺简单，条件易控，且吸附容量高，能有效去除水中的重金属离子。CN105854796ACN105854796A权利要求书1/1页1.一种磁性双金属氧化物/碳复合材料的制备方法及应用，其特征在于，包括以下步骤：（1）将1.0g氯化铁和3.0g乙酸钠溶于20mL乙二醇，然后加入10mL乙二胺，形成透明溶液，封装在聚四氟乙烯的反应釜中200℃下加热8h，然后冷却到室温，将得到的黑色固体用水洗涤数次，得到Fe3O4；（2）将硝酸镁和硝酸铝用蒸馏水溶解，NaOH和Na2CO3用蒸馏水溶解，在60℃水浴和不断搅拌的条件下，把两份溶液滴入盛有分散有Fe3O4的蒸馏水的烧杯中，维持体系pH在10左右，滴加完成后继续搅拌6～12h，静置3～6h，用蒸馏水洗涤至中性，得到磁性镁铝水滑石的悬浊液；（3）将刚果红染料废水加入到磁性镁铝水滑石的悬浊液中，搅拌吸附3h后以磁铁分离5分钟，得到吸附刚果红的磁性镁铝水滑石的固体；（4）将吸附刚果红的磁性镁铝水滑石干燥，粉碎，置于高温管式炉中，在氮气保护下500~800℃下碳化2~4h，研磨过筛，得到磁性双金属氧化物/碳复合材料。2.根据权利要求1所述的磁性双金属氧化物/碳复合材料的制备及应用，其特征在于，硝酸镁，硝酸铝，氢氧化钠，碳酸钠，四氧化三铁的用量比例为：0.05mol：0.025mol：0.15mol：0.05mol：0.0083mol。3.根据权利要求1所述的磁性双金属氧化物/碳复合材料吸附剂的制备及应用，其特征在于，用于水中重金属离子的去除，步骤如下：取20mL浓度为200~800mg/L的重金属离子溶液于50mL离心管中，加入0.05g的磁性双金属氧化物/碳复合材料，25℃下振荡1～5h，然后进行离心，取上清液检测重金属离子浓度，依据溶液中重金属离子的初始浓度和吸附后溶液中的重金属离子剩余浓度计算重金属离子的去除率。4.根据权利要求1所述的磁性双金属氧化物/碳复合材料吸附剂的制备及应用，其特征在于，所述重金属离子选自下列之一：Cu2+、Pb2+、Cd2+。2CN105854796A说明书1/4页一种磁性双金属氧化物/碳复合材料的制备方法及应用技术领域[0001]本发明涉及一种磁性双金属氧化物/碳复合材料的制备方法，并应用于水中重金属离子的去除，属于复合材料制备和水处理技术领域。背景技术[0002]水滑石是一类近年来发展迅速的阴离子型粘土，是一种具有二维模板结构的层状2+3+n-2+3+化合物，其典型的化学通式为：[M1-xMx(OH)2][A]x/n·yH2O，其中M和M分别为层板上的二价和三价金属阳离子；An-是层间阴离子；x为M3+与（M2++M3+）的摩尔比，通常范围是从0.17到0.33；y为层间水分子的个数。水滑石的结构特殊，层间的阴离子具有可交换性，主层板上的阳离子具有可调控性，具有记忆效应，高温焙烧产物可在水中转变为水滑石，且比表面积和孔结构较大使其具有较好的吸附性，可广泛的应用于工业废水处理。[0003]水滑石作为吸附剂去除水中的有机染料，不仅成本低廉，而且效果较好。将磁性基质与水滑石进行组装，制备出的具有磁性的水滑石，具有较高的吸附能力，而且可用磁分离技术分离回收，具有可再生能力，对环境无污染。[0004]近年来，随着工农业以及经济的迅猛发展，各类水环境中的重金属污染日趋加剧，重金属污染的最大特点是重金属不能在环境中降解，即一旦水体