[发明专利]负载铁的介孔碳材料的制备方法及其产品和应用

说明书

本发明将公开一种负载铁的介孔碳材料的制备方法及其产品和应用，在不加碱的条件下，软模板法一步合成铁负载的有序介孔碳材料，以聚氧化乙烯‑聚苯醚‑聚氧化乙烯三嵌段共聚物PEO‑PPO‑PEO（F127）为模板，加入1,3,5‑三甲苯，间二苯酚，六亚甲基四胺合成有序介孔聚合物中间体，然后加入柠檬酸铁制备铁负载的有序介孔碳材料。这样制备出的铁负载的介孔碳材料，具有高比表面积，均一的孔径，且具有很好的磁性，在吸附有机污染物上表现出良好的吸附功能且能够快速将污染物分离出来。

技术领域

本发明涉及用于工业废水中有机污染物的吸附材料技术领域，具体涉及一种负载铁的介孔碳材料的制备方法及其产品和应用。

背景技术

水是生命的源泉，是生命存在与经济发展的必要条件，同样是构成人体组织的重要部分。而随着人口数量的几何增长、现代工业废水的乱排乱放、城市垃圾、农村农药喷洒等等，造成本来已是极少的淡水资源加剧短缺，无法为人类所用。造成水污染的主要污染物大致可以分为三类：有机物(酚类有机物、制药废水、三氯甲烷、四氯化碳、氨氮等)；重金属(铅、汞、锰、镉等)；微生物(细菌、致病菌等)。而伴随着现代社会的工业化发展，含有有机类污染物的工业废水被大量排放。

目前，水中污染物的处理方法主要有：物理处理方法、化学处理方法、生物处理方法等。物理处理技术有很多种，随需处理的有机污染物的不同而不同，主要方法有：吸附法、混凝法、气浮法、沉淀法等。化学处理技术包括铁炭法、臭氧氧化法、Fenton试剂法、光催化氧化法等。使用化学方法时，某些化学试剂非常昂贵，而一些化学试剂的过量使用又容易导致水体的二次污染。生物处理方法主要利用微生物的生命活动来代谢废水中的有机物从而达到净化目的。目前针对废水中的有机污染物最有效的处理方法是吸附法。吸附法主要是利用多孔材料吸附废水中一种或几种污染物，从而回收或去除污染物，以达到净化废水的目的。常用的固体吸附剂主要有：多孔碳材料、炉渣、人造沸石、高岭土、膨润土、硅藻土等。

近年来，一种新型的性能优异的多孔碳材料即介孔碳材料在吸附废水中有机污染物方面得到很好的应用，介孔碳材料由于具有较高的比表面积、可控的孔结构、较大的孔径和较窄的孔径分布以及很好的化学和机械稳定性，在吸附分离、电极材料、催化剂载体、能量存储等领域显示了良好的应用前景，引起了人们的广泛关注。将有序介孔碳应用于吸附有机污染物时，存在一个待解决的难题，即有序介孔碳材料不容易从水溶液中分离出来，因此不利于材料的二次利用而且可能造成二次污染。

发明内容

针对有序介孔碳材料不容易从水溶液中分离出来的问题，本发明目的在于提供一种负载铁的介孔碳材料的制备方法。

本发明的再一目的在于：提供一种上述方法制备的负载铁的介孔碳材料产品。

本发明的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。

本发明目的通过下述方案实现：一种负载铁的介孔碳材料的制备方法，其特征在于在不加碱的条件下，软模板法一步合成铁负载的有序介孔碳材料，以聚氧化乙烯-聚苯醚-聚氧化乙烯三嵌段共聚物PEO-PPO-PEO（F127）为模板，加入1,3,5-三甲苯，间二苯酚，六亚甲基四胺合成有序介孔聚合物中间体，然后加入柠檬酸铁制备铁负载的有序介孔碳材料，该方法包括如下步骤：

a、称取1.0g F127溶于18 g水中，加入一定量的1,3,5-三甲苯（TMB），0.55g

间苯二酚及0.35 g六亚甲基四胺，在常温下搅拌1-4 h，得到澄清的溶液，其中，TMB/F127的质量比为0.2~0.4；

b、将a的溶液其转入100 ml反应釜中，100ºC下水热反应6-24 h；

c、将b的反应产物抽滤、洗涤、在40-100 ºC的温度下干燥，得到橙色聚

合物中间体；