[发明专利]一种磁性吸附材料的制备方法

说明书

本发明提供一种磁性吸附材料的制备方法，属于新材料技术领域；具体技术方案为：一种磁性吸附材料的制备方法，通过水热法在相对低温下实现了磁性纳米吸附材料的“一步”制备，所得磁性吸附材料表面由表面稳定剂包覆，有很好的超顺磁性，由此在水中具有很好分散性和稳定性；另外，该方法磁性吸附材料具有很强的饱和磁化强度，具有很好的磁响应性质和优异的磁分离特性；基于磁性吸附材料表面的壳聚糖结构特性，该磁性吸附材料对有机物及无机离子具有很强的吸附性能，其总体呈现为片状的二维结构，具有大尺度片状（四氧化三铁）及小的纳米颗粒（铁）的异质结构，具有大的比表面积，对目标物的吸附面积大，在污水处理中具有很高的应用价值。

技术领域

本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种磁性吸附材料的制备方法。

背景技术

近年来，环境水体污染问题日趋严重，特别是重金属和有机化合物的水体污染严重危及生态环境，威胁人类健康，由此水体污染物的检测及其治理倍受关注。在水体治理方面，吸附去除法是行之有效的方法之一，发展高效稳定的吸附材料成为重点。吸附材料是利用表面的范德华力、粒子交换以及化学配位等作用实现对污染物的去除。

目前作为一种热点材料，磁性吸附材料在吸附材料制备方面受到了广泛的关注。首先通过对磁性吸附材料制备过程中的结构控制，保证其超顺磁性，然后对其进行针对性的表面修饰，形成对污染物有强吸附能力的特定界面。基于以上特点，磁性吸附材料的水污染治理应用包括表面吸附和磁收集两个过程，吸附材料可重复使用，降低治理成本，经过多年的研究，磁性吸附材料有了很大的发展。

在目前的技术公开材料中，专利CN 103623782 A结合高分子天然材料，发展了一种亚微米尺度的磁性吸附材料；专利CN 104984740 A提供了一种钴铁氧体-类石墨烯碳纳米复合磁性吸附材料；专利CN 104043425 B发明了一种强磁性的吸附材料；专利CN104874366 A通过在表面接枝壳聚糖分子，在很大程度上提高了材料的吸附效能。以上专利虽然在材料性能方面取得了一定的进展，但其材料制备过程复杂，不利于应用推广，所得材料粒径大，不具有超顺磁性，在吸附过程中容易沉降，没有针对材料的表面做详细的描述。因此，研发一种制备方法简单、吸附效能好的磁吸附材料对于水污染治理具有很大的意义。

发明内容

为解决现有技术存在的制备过程复杂、推广困难、所得材料粒径大、吸附过程易沉降、不具备超顺磁性的技术问题，本发明提供了一种具备超顺磁性的磁性吸附材料及其制备方法，将制得的磁性吸附材料应用于水污染治理，磁性吸附材料及其表面态一次形成，在纳米尺度内实现磁吸附材料的可控制备，保证磁吸附材料的超顺磁性和强磁响应性，对磁吸附材料表面进行壳聚糖的原位修饰，保证磁吸附材料的水分散性及强吸附性能，制备过程高效快捷，成本低。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种磁性吸附材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：含有亚铁离子溶液的制备：将易溶于水的亚铁化合物溶于去离子水中，形成透明液体，标记为亚铁离子溶液，亚铁离子溶液的摩尔浓度为0.3-0.9 mmol/mL。

步骤二：还原剂溶液的制备：将易溶于水的强还原剂溶解到于去离子水中，制得还原剂溶液，还原剂溶液的摩尔浓度为0.5-1.5 mmol/mL。

步骤三：在室温条件和超声条件下，将还原剂溶液按照15-30s/mL的滴入速度逐滴加入到含有亚铁离子溶液中，还原剂溶液与亚铁离子溶液的体积比为1:0.5-1:1.5，还原剂溶液滴加至不产生气泡时停止，亚铁离子溶液的底部析出黑色固体物，通过磁分离法将黑色固体物收集，并将黑色固体物在去离子水中反复洗涤3-6次，得Fe⁰铁粉（还原铁粉）。