[发明专利]一种超疏水磁性爆米花碳材料的制备方法及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种超疏水磁性爆米花碳材料的制备方法及其用途，属环境功能材料制备技术领域。

背景技术

在博大精深的中华美食中，谷物食品以其天然、健康的特点倍受人们的关注。大米(富含维生素、谷维素、蛋白质、花青素等营养成分)被用于制作各种各样的美食。例如粥、糕点、粽子、零食等。特别是在影院看电影，在家休闲时，其中爆米花，是人们最喜爱的零食之一。在中国，爆米花最传统的制作方法是将大米放入密闭的高压锅中，通过高温将大米内部的水蒸发形成巨大的压力，形成蓬松状的低密度固体。鉴于他的这些优点，不仅仅用它作为美食，同时也可以寻求其他的应用。如作为吸附材料吸附染料、抗生素、水中油污等。当然这些方面很少有人研究。它可以为水中油污的去除提供一种新型的生物质原材料。

在现代生活和生产中，油的使用范围越来越广，并且油的使用量越来越大，但由于管理不尽完善以及各种技术的发展滞后等原因使得大量油品进入水中，导致水体被油污染。特别是水面浮油，严重的危害到水生动植物的生存，并导致许多物种濒临灭绝。随着现代工业技术的不断发展，油水分离技术得到广泛应用。通过对现代油水分离技术进行分类，深入分析了不同油水分离技术的工作原理，并结合原理列出相应的应用实例，评价了不同油水分离技术的分离效果，并根据油水分离的难度、使用对象、应用环境等因素的变化，建议采用相应的油水分离技术，实现经济高效地油水分离效果。最后，提出了现代油水分离技术中存在的问题和今后关于该研究发展的一些建议。

本发明充分利用资源，将普通爆米花进行同步磁性碳化，再经过超疏水修饰得到超疏水磁性爆米花碳材料，并应用于吸附水中油污，可吸附十几倍质量的油溶性物质，在油水分离方面是一种具有前景的吸附剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种超疏水磁性爆米花碳材料的制备方法，首先将爆米花浸在不同浓度的硝酸铁溶液中，并烘干；其次，在氮气气氛下，在管式炉中将爆米花进行同步碳化磁化；并通过多种表征手段，揭示复合材料的形貌与疏水性能，并利用吸附水体浮油实验研究所得磁性材料对水体浮油的去除性能。

本发明采用的技术方案是：

一种超疏水磁性爆米花碳材料的制备方法，步骤如下：

步骤1、爆米花浸铁盐溶液：将爆米花在铁盐溶液中浸渍，浸渍完毕后烘干；

步骤2、同步碳化磁化：将步骤1中浸渍后的爆米花，在惰性气体保护下，在管式炉内进行碳化磁化，得到磁性碳化爆米花；

步骤3、超疏水修饰：将磁性碳化爆米花进行超疏水处理；得到超疏水磁性爆米花碳材料。

步骤1中，铁盐溶液是九水硝酸铁或氯化铁的乙醇溶液。

步骤1中，铁盐溶液浓度是0.02～0.1g ml^-1。

步骤1中，烘干温度为30～60℃。

步骤2中，所使用的惰性气体为氮气，所述碳化磁化的温度为500～900℃，升温速率为3～10℃min^-1，并在保持恒温2h。

步骤3中，超疏水处理剂为质量分数为1～10％正辛基三氯硅烷溶液，溶剂为正己烷或环己烷。

所制备的超疏水磁性爆米花碳材料用于吸附水体油污。

有益效果：

(1)本发明所用原材料为大米制作的爆米花，来源丰富、价格低廉。

(2)制得的超疏水磁性爆米花碳材料具有轻质、超疏水、性能稳定、且磁性可控性等性能。

(3)鉴于该超疏水磁性爆米花碳材料的轻质，可在吸附水中油污、催化剂载体等领域广泛使用。

(4)本发明的制备方法简单易行、流程较短、操作易控，适于推广使用。

(5)本发明的制备方法，提供了将中国美食环境治理材料的转变。

附图说明

图1为实施例1中制备的超疏水磁性爆米花碳材料的扫描电镜图，其中(a)为未碳化爆米花的扫描电镜图，(b)为磁性爆米花的扫描电镜图；(c)为超疏水磁性爆米花的扫描电镜图；

图2为超疏水磁性爆米花碳材料的静态接触角图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述：

实施例1：