[发明专利]一种超疏水的中空Fe3O4/介孔二氧化硅纳米复合材料、制备方法及其应用

摘要

本发明公开了一种超疏水的中空Fe3O4/介孔二氧化硅纳米复合材料，该复合材料具有核‑壳结构，以中空Fe3O4纳米微球为磁核，以SiO2为壳，其中核的粒径为220～260nm，壳的厚度为35～50nm，SiO2壳层为介孔结构，复合材料表面修饰有乙烯基和甲基。本发明还提供了该复合材料的制备方法，先将中空Fe3O4纳米微球超声分散于异丙醇溶液中，随后在室温下加入NH3·H2O，搅拌均匀后，分次缓慢加入正硅酸四乙酯，反应完成后洗涤，随后分散于去离子水中，在聚乙烯吡咯烷酮K15的保护下，加入NaOH进行表面刻蚀，最后通过乙烯基三甲氧基硅烷进行表面疏水改性，最终得到超疏水的中空Fe3O4/介孔二氧化硅纳米复合材料。该复合材料质轻且多孔，可有效吸油和锁油，并可回收重复利用，在油污染处理方面具有很大的应用前景。

主权项

一种超疏水的中空Fe3O4/介孔二氧化硅纳米复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：第一步，将中空Fe3O4纳米微球超声分散于异丙醇溶液中，得到Fe3O4前驱体溶液；第二步，往第一步得到的Fe3O4前驱体溶液中加入NH3·H2O，搅拌均匀后，在室温下分次缓慢加入正硅酸四乙酯，并持续搅拌反应，所述的Fe3O4、NH3·H2O与正硅酸四乙酯的质量比为1:(24～27.3):(8.4～10.3)；第三步，将第二步得到的产物洗涤，并重新分散于去离子水中，随后加入聚乙烯吡咯烷酮K15，在90～100℃下搅拌均匀，随后加入NaOH进行刻蚀，所述的聚乙烯吡咯烷酮K15与NaOH的质量比为1:(0.6～0.8)；第四步，将第三步得到产物洗涤，加入乙烯基三甲氧基硅烷进行表面疏水改性，反应结束后洗涤，干燥得到超疏水的中空Fe3O4/介孔二氧化硅纳米复合材料，所述的Fe3O4与乙烯基三甲氧基硅烷的质量比为1:(14.4～24)。