[发明专利]一种钴氧化物负载网膜双功能材料的制备方法及其应用

说明书

本发明属纳米功能网膜材料制备工艺技术领域，涉及一种钴氧化物负载网膜的双功能材料的制备方法；具体步骤：将氯化钴溶于乙醇溶液，得到一定浓度的氯化钴乙醇溶液，进行超声震荡，充分溶解；然后，将不锈钢网适当剪裁后，依次放入丙酮和乙醇溶液中超声处理；再将步骤（2）处理过的不锈钢网，浸入步骤（1）配置的氯化钴乙醇溶液中，取出不锈钢网在酒精喷灯外焰下进行燃烧，得到钴氧化物负载网膜双功能材料；本发明使用的氯化钴经氧化成为具有催化功能的四氧化三钴，它既能实现催化性能，又增加了网膜表面的粗糙度，同时实现了催化和油水分离双功能，具有优良的综合性能。

技术领域

本发明涉及一种钴氧化物负载网膜双功能材料的制备方法，兼具催化性能和油水分离性能的双功能材料，属纳米功能网膜材料制备工艺技术领域。

背景技术

随着海上溢油事故的频繁发生以及工业含油污水的大量排放，油污染造成的环境问题日趋严重。而且随着抗生素的滥用，检测到海水中有多达24种抗生素污染。

传统的用于油水分离的纳米膜材料的制备方法有化学氧化法，水热法等，处理步骤繁琐包括高温煅烧，高温水热，溶解分散等一系列的复杂步骤；基于这一现状，低温燃烧合成膜材料的方法成为研究的热点，低温燃烧合成(Low一temperature eombustionsynthesis，LCS)是以有机物为反应物的燃烧合成，相比于其他合成纳米材料的方法，该方法效率高且周期短，工艺简单，形态可控及活性高等优点，由此该方法节省了时间和能源。燃烧是可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，燃烧法是制备氧化物纳米材料的一种新方法，燃烧法与其他技术的结合也在研究开发阶段。

网膜材料想要达到催化效果，需要添加一种强氧化性的催化剂即过硫酸盐，过硫酸盐技术是一种典型的高级氧化方法，过硫酸根离子能够在金属离子的还原作用下分解为硫酸根自由基，氧化功能极强，能够氧化有机污染物，且产物为高价态的金属离子。并且，文献研究表明，金属钴及其氧化物活化过硫酸盐的性能是最佳的，该反应过程迅速，相比其他强氧化剂如H₂O₂，过硫酸盐具有性质稳定，易于储存和运输等特点，且其具有环境友好无污染，无需额外的能量和设备，反应速度快等特点。

基于传统的油水分离的方法存在耗时长、能耗高、设备要求复杂等缺点，且功能化单一，无法同时实现油水分离和抗生素催化降解双功能，探索和发展一种更为有效的同步双功能材料具有重要的意义。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明还提供一种钴氧化物负载网膜双功能材料的制备方法，按照下述步骤进行：

(1)将氯化钴溶于乙醇溶液，得到一定浓度的氯化钴乙醇溶液，进行超声震荡，充分溶解，待用；

(2)将不锈钢网剪裁后，依次放入丙酮和乙醇溶液中超声处理；

(3)将步骤(2)处理过的不锈钢网，浸入步骤(1)配置的氯化钴乙醇溶液中一段时间，然后取出不锈钢网在酒精灯外焰下进行燃烧，得到钴氧化物负载网膜双功能材料。

优选的，步骤(1)中，所述的氯化钴乙醇溶液中，氯化钴的质量百分浓度为0.5％～3％。

优选的，步骤(1)中，所述超声震荡的时间为15min～30min。

优选的，步骤(2)中，所述超声处理的时间为60min～120min。

优选的，步骤(3)中，所述一段时间为30s～60s。

优选的，步骤(3)中，所述燃烧的时间为40s～60s。

有益效果：

(1)本发明的实验操作方法简单，实验器材单一满足了本实验低成本，高性能的要求。

(2)本发明使用的氯化钴经氧化成为具有催化功能的四氧化三钴，它既能实现催化性能，又增加了网膜表面的粗糙度，同时实现了催化和油水分离双功能，具有优良的综合性能。