基于保留模板法制备的磁性铁锰基立方纳米材料及其应用.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CN106268616A(43)申请公布日2017.01.04(21)申请号201610655193.3(22)申请日2016.08.11(71)申请人福州大学地址350108福建省福州市闽侯县上街镇大学城学园路2号福州大学新区(72)发明人庄赞勇肖俊祺于岩莫乔铃(74)专利代理机构福州元创专利商标代理有限公司35100代理人蔡学俊(51)Int.Cl.B01J20/06(2006.01)B01J20/28(2006.01)B01J20/30(2006.01)C02F1/28(2006.01)C02F1/62(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称基于保留模板法制备的磁性铁锰基立方纳米材料及其应用(57)摘要本发明属于环境及材料领域，具体涉及一种基于保留模板法制备的磁性铁锰基立方纳米材料及其应用。本发明以三水合六氰铁（Ⅱ）酸钾（K4[Fe(CN)6]·3H2O）、聚乙烯吡咯烷酮K-30、盐酸合成立方结构的纳米普鲁士蓝，然后通过掺入不同量的KMnO4作为Mn源，通过离心分离，洗样，干燥后对其进行烧结，最终得到磁性铁锰基立方纳米材料。本发明制得的磁性铁锰基立方纳米材料，能够有效地吸附工业废水中的Pb2+，在实现有效吸附废液中Pb2+的同时，易于和处理废液分离，易于回收，对废液不会造成二次污染。其制备方法简单，成本低廉，具有良好的经济效益和环境效益。CN106268616ACN106268616A权利要求书1/1页1.一种基于保留模板法制备的磁性铁锰基立方纳米材料的方法，其特征在于：将立方结构的纳米普鲁士蓝均匀分散至乙醇溶液中，搅拌至混合溶液呈深蓝色；然后将高锰酸钾溶液加入至混合溶液中，在搅拌下反应1h；然后将反应液进行离心分离、洗涤，把洗涤后的样品在70℃下干燥12h，得到掺锰改性的普鲁士蓝；然后将掺锰改性的普鲁士蓝放入马弗炉中，350℃-650℃下保温6小时，升温速率为0.3℃/min-0.5℃/min，得到磁性铁锰基立方纳米材料；其中所制得的纳米材料中，铁、锰的摩尔比为1:1~10:1。2.根据权利要求1所述的一种基于保留模板法制备的磁性铁锰基立方纳米材料的方法，其特征在于：所述的乙醇溶液中，去离子水和乙醇的体积比为：3:2~8:2。3.根据权利要求1所述的一种基于保留模板法制备的磁性铁锰基立方纳米材料的方法，其特征在于：所述的高锰酸钾溶液的浓度为1g/L；原料高锰酸钾和普鲁士蓝的摩尔比为1:1~1:10。4.根据权利要求1所述的一种基于保留模板法制备的磁性铁锰基立方纳米材料的方法，其特征在于：所述的立方结构的纳米普鲁士蓝是以三水合六氰铁（Ⅱ）酸钾、聚乙烯吡咯烷酮和盐酸为原料，经水热合成法制备而成。5.根据权利要求4所述的一种基于保留模板法制备的磁性铁锰基立方纳米材料的方法，其特征在于：立方结构的纳米普鲁士蓝的具体制备方法为：1）将一定量的三水合六氰铁（Ⅱ）酸钾和聚乙烯吡咯烷酮放入烧杯中，然后加入盐酸溶液，得到混合体系；2）将混合体系搅拌至原料完全溶解，得混合溶液；3）将混合溶液超声30分钟后，倒入反应釜中，80℃反应24h；反应产物经离心洗涤，70℃干燥12h，即得到普鲁士蓝。6.根据权利要求5所述的一种基于保留模板法制备的磁性铁锰基立方纳米材料的方法，其特征在于：步骤（1）中三水合六氰铁（Ⅱ）酸钾的用量为0.11g，聚乙烯吡咯烷酮的用量为3.8g；盐酸溶液的浓度为0.1mol/L，用量为50mL。7.一种如权利要求1~6任一项所述的方法制备的磁性铁锰基立方纳米材料。8.根据权利要求7所述的磁性铁锰基立方纳米材料在选择性吸附废液中Pb2+方面的应用。2CN106268616A说明书1/4页基于保留模板法制备的磁性铁锰基立方纳米材料及其应用技术领域[0001]本发明属于环境及材料领域，具体涉及一种基于保留模板法制备的磁性铁锰基立方纳米材料及其应用。背景技术[0002]现如今，随着科技的进步与发展，人类的生活水平越来越高，可是水环境重金属污染却日益加重。故寻找有效的方法来处理废液中的重金属离子，成为亟待解决的问题。采用空心微小尺寸或者纳米型的颗粒材料进行吸附是一种有效的手段。因为颗粒材料独特的结构使其在许多领域具有很好的应用前景。[0003]近年来，纳米Fe2O3因具有表面电荷高、比表面积大、对重金属具有很强的吸附能力、来源广泛、毒性小、不易对环境造成二次污染等特点，而受到研究者的广泛关注，在吸附、催化、气敏等领域得到广泛的应用。而对于锰氧化物，其虽能够有效的吸附去除水中重金属离子，但由于粒径较小，易流失，使其应用受限。[0004]在现有技术中，模板结构往往是一些有机原料，使得样品在使用的过程中会对环境造成二次污染。而普鲁士蓝（金