[发明专利]一种赋磁介孔炭/纳米TiO2复合吸附剂及其制备方法

摘要

本发明属于纳米材料及其制备技术领域，具体涉及一种赋磁介孔炭/纳米TiO2复合吸附剂及其制备方法。本发明复合吸附剂成分含50%~80%纳米TiO2，10%~20%磁性金属纳米粒子，10%~30%介孔炭，介孔炭作为炭质基体，纳米TiO2分布在炭质基体上，磁性金属纳米粒子包埋于炭质基体的介孔内；其制备方法是将TiO2纳米粒子分散于树脂中，加入过渡金属氢氧化物胶态颗粒作为模板剂，经树脂浸渍、升温固化、高温炭化、水洗提纯等工序，得到赋磁介孔炭/纳米TiO2复合吸附剂。本发明能够快速、高效地吸引有机污染物至纳米TiO2表面附近，将有机物分解为小分子气体或可溶性物质，降低其生物毒性及环境污染性，磁性粒子能实现吸附剂的分离和回收，避免对水体的二次污染，也有利于吸附剂的回收利用。

主权项

一种赋磁介孔炭/纳米TiO2复合吸附剂的制备方法，所述的赋磁介孔炭/纳米TiO2复合吸附剂成分按照质量百分比含：50%~80% 纳米TiO2，10%~20%磁性金属纳米粒子，10%~30%介孔炭；其中的介孔炭作为炭质基体，具有孔径<2nm的微孔、2‑50nm的介孔、50nm~1μm的大孔和>1μm楔形宏观孔，所述的纳米TiO2为锐钛矿型，颗粒尺寸≤50nm，分布在炭质基体上，所述的磁性金属纳米粒子为过渡金属铁的氧化物、镍的单质或氧化物，包埋于炭质基体的介孔内，其特征在于按照以下步骤进行：（1）配制氢氧化钠或氢氧化钾的无水乙醇饱和溶液、镍盐或铁盐的无水乙醇饱和溶液，在机械搅拌条件下，将氢氧化钠或氢氧化钾的无水乙醇饱和溶液逐滴加入至镍盐或铁盐的无水乙醇饱和溶液中，持续搅拌1~3小时，在此过程中加入分散剂，得到含氢氧化镍或氢氧化铁的混合体系；（2）配制酚醛树脂的无水乙醇饱和溶液，向其中加入纳米TiO2颗粒，充分搅拌使其分散悬浮，将所得稳定悬浮体系缓慢滴加到含氢氧化镍或氢氧化铁的混合体系中，保持搅拌并在50~70℃的水浴条件下使无水乙醇蒸发干，然后在70~80℃的条件下持续烘干，得到松香状脆性固体，纳米TiO2的加入量使最终产品中纳米TiO2 含量占50~80%，氢氧化镍或氢氧化铁的加入量使最终产品中金属铁的氧化物、镍的单质或氧化物含量占10~20%；（3）将松香状脆性固体粉碎至粒度100目以下，于600~800℃惰性气体环境下恒温2~4h进行炭化，控制升温速率为4~6℃/min，炭化后样品粉磨后过200目筛，采用蒸馏水洗涤至中性，80~110℃烘干，得到赋磁介孔炭/纳米TiO2复合吸附剂。