[发明专利]一种双核壳疏水磁性微球及其制备方法

说明书

本发明属于纳米磁性材料技术领域，公开了一种双核壳疏水磁性微球，所述磁性微球的内核为磁性材料，内壳层为耐腐蚀层，外壳层为疏水性碳层，所述磁性材料为四氧化三铁、γ‑Fe₂O₃或四氧化三钴，所述耐腐蚀层为二氧化硅、二氧化钛或氧化铝。本发明还公开了该磁性微球的制备方法。本发明的疏水磁性纳米微球具有耐强酸性、疏水性、可磁性回收的优点，在强酸性溶液、复杂水系环境中有效驱动油珠或有机污染物分子的迁移和收集，并可以实现油水分离；磁性微球重复利用率高，且高压挤压后疏水性能得以保持。

技术领域

本发明属于纳米磁性材料技术领域，具体是一种双核壳疏水磁性微球及其制备方法。

背景技术

目前，工业化进程大大增加了水体污染的程度，水体含有大量有机致癌污染物，乳化现象严重而导致此类污水治理困难，治理成本居高不下，并且企业污水处理技术不成熟。

磁性材料在污水处理有机污染物、乳液破乳化、贵金属负载、生物载药、磁共振成像均有着重要的应用。

然而，磁性材料(如Fe₃O₄和γ-Fe₂O₃)本身处理污水效益低，在酸性条件下会被溶解而失去磁性，因而其结构稳定性的保持是主要问题之一。近年来，核壳材料由于其特殊的结构和性能而受到人们的广泛关注，内核具有磁性，外壳可以有效地防止内核被酸腐蚀，对实际应用有着不言而喻的重要性。

现有技术常将碳壳用于磁性材料内核的保护，有相关报道称在磁性氧化铁表面包覆聚吡咯，经过高温碳化后只能在2M盐酸条件下耐受48h的侵蚀。

中国专利CN 101596435 A公开了耐酸性磁性复合微球的制备方法及复合微球，直接雾化水溶性碳源溶液，经过碳化后直接在金属氧化物表面包覆碳层，可以在1M盐酸条件下耐受10天。中国专利CN 101783217 A公开了通过乳液法实现在磁性化合物表面均匀包覆二氧化硅层，可以比较精确地控制粒径和磁含量。

然而，工业废水中的酸度甚至更高，导致目前的技术都不足以有效移除工业废水中的有机污染物。

发明内容

本发明的目的是提供一种能耐强酸的双核壳疏水磁性微球。

本发明的目的是提供该磁性微球的制备方法。

为达到上述目的之一，本发明采用以下技术方案：

一种双核壳疏水磁性微球，所述磁性微球的内核为磁性材料，内壳层为耐腐蚀层，外壳层为疏水性碳层。

进一步地，所述磁性材料为四氧化三铁、γ-Fe₂O₃或四氧化三钴。

进一步地，所述耐腐蚀层为二氧化硅、二氧化钛或氧化铝。

进一步地，所述磁性微球为实心核壳结构。

双核壳疏水磁性微球从内到外依次是：内核是直径100～350nm的磁性材料，内壳层是致密的厚度20～60nm的耐腐蚀层，外壳层是厚度5～30nm的疏水性碳层，整个磁性微球的直径为150～530nm。

一种磁性微球的制备方法，包括以下步骤：

S1、制备磁性材料纳米颗粒；

S2、在磁性材料纳米颗粒表面依次包覆耐腐蚀层和疏水性碳层。

磁性材料纳米颗粒的制备方法可以是微波法、水热溶剂热法、共沉淀法等，以磁性氧化铁微球为例，铁源是六水合氯化铁，柠檬酸三钠作为表面活性剂，乙二醇作为还原剂，乙酸钠作为pH调节剂。