[发明专利]一种用于环境水样中唑类杀菌剂去除的磁性纳米材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于环境水样中唑类杀菌剂去除的磁性纳米材料及其制备方法，上述方法包括：先通过溶剂热的方法合成磁性内核(Fe₃O₄)，然后通过共沉淀法在磁性内核外合成双层氢氧化物(Zn₂Al‑LDH)，最后通过原位生长的方法在磁性双层氢氧化物(Fe₃O₄@Zn₂Al‑LDH)的表面合成具有多孔结构的金属有机骨架[MIL‑53(Al)]从而形成磁性复合材料[Fe₃O₄@Zn₂Al‑LDH@MIL‑53(Al)]。采用本发明方法制备的吸附剂既拥有金属有机骨架比表面积大的优良性能，又继承了磁性材料的磁性分离特性，使这种复合材料具有快速的吸附和分离速度以及高吸附容量的特点。同时，这种材料在重复使用5次以后，对唑类杀菌剂的去除效率仍然能够达到85％以上，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于环保材料和污染物去除技术领域，具体涉及一种用于环境水样中唑类杀菌剂去除的磁性纳米材料及其制备方法。

背景技术

磁性纳米材料作为吸附剂去除环境中的污染物，如：杂环农药(J,Ma.etal.2018)、有机磷农药(S,Mahpishanian.et al.2015)、医药化合物(R,Xiao.et al.2019)等，因为其快速高效的吸附分离过程、优异的重复利用性能，引起了大家极大的关注。

最近，金属有机骨架因为其可调控的孔径、大的比表面积以及良好的化学及热稳定性，从而在催化(W,Fan.et al.2018)、储能(J,Yongchao.et al.2021)、吸附(Y,Peng.etal.2016)等方面被广泛应用。其中，由于金属有机骨架孔径分布均匀且孔隙结构完全开放，所以它能在水相中高效选择性吸附和分离目标污染物，因此，这些磁性复合材料被广泛应用于环境水样中污染物的去除。与具有刚性结构的多孔金属有机骨架不同，有几种金属有机骨架是柔性的，可以经历可逆的结构转变，包括单位体积的急剧变化，即所谓的“呼吸”效应(X,Qian.et al.2013)。具有“呼吸”结构的金属有机骨架的典型例子是MIL-53(M)家族。另外，MIL-53很适合用于水中吸附去除芳香化合物，一方面由于其优异的稳定性，能在水中稳定分散达到高效去除污染物的效果，另一方面，它们的苯环有助于MIL-53框架的有机配体中芳烃部分与目标化合物芳香环之间形成π-π堆积相互作用，从而有利于对这类化合物的吸附去除。因此，将磁性内核与金属有机骨架MIL-53结合，能够使复合材料既拥有磁性材料的快速分离性质，又拥有金属有机骨架高比表面积，高孔隙率以及易于功能化等优点，使得这种磁性纳米材料在环境水样中去除各种污染物具有巨大的应用潜力和前景。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种高吸附量，稳定性好，操作便捷，能快速吸附及分离的磁性纳米材料及其制备方法。

本发明的另一个目的在于将所合成的磁性纳米材料应用于环境水样中唑类杀菌剂的高效去除。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种磁性纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)磁性双层氢氧化物Fe₃O₄@Zn₂Al-LDH的制备：将Fe₃O₄、Zn(NO₃)₂·6H₂O和Al(NO₃)₃·9H₂O按照一定比例加入水中，调节溶液pH，搅拌一段时间后，离心、将产物用甲醇或无水乙醇清洗、真空干燥后得到所述磁性双层氢氧化物；