[发明专利]介孔铁酸锌及其制备方法和由其制备的磁性碳纳米管

权利要求书

1.一种介孔铁酸锌的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、 将Zn(NO₃)₂溶于去离子蒸馏水中制备成浓度为0.2 mol /L的溶液，加入十六烷基三甲基溴化铵然后超声10-20min，再磁力搅拌10-20 min形成均匀澄清的混合溶液，其中Zn(NO₃)₂与十六烷基三甲基溴化铵的摩尔比为0.51-5.1；

S2、向所得混合溶液中加入Fe(NO₃)₃溶液，其中Zn(NO₃)₂与Fe(NO₃)₃的摩尔比为0.45-0.55；在磁力搅拌器下搅拌25-35 min，然后加6-10 mol/L NaOH溶液调节混合溶液pH值至8-12，并持续搅拌25-35 min，所得混合液转移至内衬聚四氟乙烯的不锈钢高压反应釜中反应；

S3、上述混合液在180-220℃真空干燥箱反应12-24 h，反应完毕后自然冷却，倒出反应釜中上层澄清的液体，得到的产物依次用去离子水无水乙醇洗涤，得到的棕色物质放置在温度为75-120 ℃的鼓风干燥箱中干燥6 h；用磁铁将固体分离出来，依次用去离子水和无水乙醇洗涤，在75-120℃下干燥12 h。

2.一种应用权利要求1所述方法制备的介孔铁酸锌。

3.如权利要求2所述的介孔铁酸锌，其特征在于，所述介孔铁酸锌的粒径大小为5-20 nm、BET面积为132.3-175.4 m² g^-1，孔径约为6-9 nm。

4.一种应用权利要求2-3所述介孔铁酸锌在去除水中酸性橙II的应用。

5.一种应用权利要求2-3所述介孔铁酸锌制备磁性碳纳米管的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1) 将Zn(NO₃)₂溶于去离子蒸馏水中制备成浓度为0.2 mol /L的溶液，加入十六烷基三甲基溴化铵然后超声10-20min，再磁力搅拌10-20 min形成均匀澄清的混合溶液，其中Zn(NO₃)₂与十六烷基三甲基溴化铵的摩尔比为0.51-5.1；

(2) 向所得混合溶液中加入Fe(NO₃)₃溶液，其中Zn(NO₃)₂与Fe(NO₃)₃的摩尔比为0.45-0.55；在磁力搅拌器下搅拌25-35 min，然后加6-10 mol/L NaOH溶液调节混合溶液pH值至8-12，并持续搅拌25-35 min，所得混合液转移至容量为内衬聚四氟乙烯的不锈钢高压反应釜中，得到溶液A；

(3) 将1-10 g多壁碳纳米管加入到30-300 mL HNO₃溶液中 （HNO₃:H₂O = 1:4, v/v），在80℃下加热1-4 h至碳纳米管完全氧化，然后用去离子水清洗至pH值达到中性，再进行离心分离，在100℃下干燥12 h；

（4）取经过步骤（3）处理的的多壁碳纳米管加入到混合溶液A中制备成多壁碳纳米管浓度为2.4-12 g/L的溶液B，对溶液B超声分散30 min后转移至内衬聚四氟乙烯的不锈钢高压反应釜中；

(5) 上述反应在200℃真空干燥箱反应12-24 h，反应完毕后，待自然冷却后，倒出反应釜中上层澄清的液体，剩余的产物依次用去离子水和无水乙醇洗涤，得到的棕色物质放置在温度设置为75-120℃的鼓风干燥箱中干燥6-12 h；用磁铁将固体分离出来，依次用去离子水和无水乙醇洗涤，在100℃下干燥12 h。

6.如权利要求5所述制备磁性碳纳米管的方法，其特征在于，所述碳纳米管为单壁或多壁碳纳米管，其长度为2~15 μm。

7.如权利要求5或6所述制备磁性碳纳米管的方法制备的磁性碳纳米管。

8.如权利要求7所述磁性碳纳米管在水处理中的应用。