[发明专利]一种水处理用复合磁性纳米催化材料及其制备和应用

权利要求书

1.一种水处理用复合磁性纳米催化材料的制备方法，其特征在于：

（1）磁性Fe₃O₄纳米颗粒的合成：将二价铁盐与三价铁盐混合均匀溶于水中，而后加入聚乙二醇、葡萄糖酸钠和柠檬酸铵，控制反应体系总铁浓度为0.02～0.20 mol/L，水浴恒温50～80℃，加入碱液调节体系pH≥10.0，反应1～3 h得磁性Fe₃O₄纳米颗粒，备用；

（2）磁性Mg(OH)₂@Fe₃O₄复合纳米材料的制备：上述所得磁性Fe₃O₄纳米颗粒经酸处理后均匀分散在CTAB溶液中，加入木质素磺酸盐，混合溶液超声处理后，加入镁离子溶液，于室温下反应1～2 h后，加入碱液调节体系pH≥12.0，50℃下反应4～5 h，自然冷却至室温，得磁性Fe₃O₄@Mg(OH)₂复合纳米颗粒，备用；

（3）磁性Mg(OH)₂@Fe₃O₄复合纳米材料的表面修饰：将上述磁性Fe₃O₄@Mg(OH)₂复合纳米颗粒浸于活性金属离子溶液中，控制混合溶液中磁性复合纳米颗粒浓度在0.15～1.0 g/L，反应1～10 min，磁力收集复合磁性纳米材料；

所述步骤（3）活性金属离子溶液中活性金属为Li、Cu、Co、Mn、Ni、Ti中的一种或几种。

2.按权利要求1所述的一种水处理用复合磁性纳米催化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中二价铁盐选用FeSO₄·7H₂O，三价铁盐选用FeCl₃·6H₂O，两者质量比为1 : 1～3，总铁浓度控制在0.02～0.20 mol/L范围内。

3.按权利要求1所述的一种水处理用复合磁性纳米催化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）和步骤（2）中向反应体系中边搅拌边滴加碱液，调节溶液pH，所述碱液为氨水、NaOH溶液、KOH溶液中的一种或几种。

4.按权利要求1所述的一种水处理用复合磁性纳米催化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中磁性Fe₃O₄纳米颗粒经酸处理后均匀分散在CTAB溶液中，Fe₃O₄纳米颗粒添加量为1.0～3.0 g/L，CTAB浓度为4.0～6.0 g/L。

5.按权利要求1所述的一种水处理用复合磁性纳米催化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中镁离子溶液为含镁离子浓度为0.4～0.6 mol/L的海水、卤水或人工配制盐水。

6.按权利要求1所述的一种水处理用复合磁性纳米催化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中木质素磺酸盐为木质素磺酸钠、木质素磺酸镁、木质素磺酸钙中的一种或几种。

7.一种权利要求1所述的制备方法制得水处理用复合磁性纳米催化材料，其特征在于：按权利要求1的方法制备获得水处理用磁性Mg(OH)₂@Fe₃O₄复合纳米催化材料。

8.一种权利要求7所述的制备方法制得水处理用复合磁性纳米催化材料的应用，其特征在于：所述磁性Mg(OH)₂@Fe₃O₄复合纳米材料作为催化剂应用于催化氧化处理废水。

9.按权利要求8所述的制备方法制得水处理用复合磁性纳米催化材料的应用，其特征在于：所述废水中的污染物为四环素、诺氟沙星、磺胺噻唑、甲硝唑、硝基苯、壬基酚、双酚A、硝基苯酚、雌二醇、耐药菌、病原菌、抗生素抗性基因污染物中的一种或几种。