[发明专利]一种介孔氧化镁纤维的制备方法及其在净化重金属废水中的应用

摘要

本发明涉及一种介孔氧化镁纤维的制备方法及其在净化重金属废水中的应用。该方法将合成的混合酸配体镁盐干粉、助剂和溶剂按一定质量比制成前驱体溶胶纺丝液；将纺丝液通过静电纺丝获得氧化镁前驱体纤维；将氧化镁前驱体纤维分别在空气和水蒸气中进行热处理，得到介孔氧化镁纤维。所得纤维直径为300nm～1.5μm，比表面积高达230m2/g，介孔孔体积高达0.56cm3/g；所得介孔氧化镁纤维具有高吸附活性，吸附速度快、吸附效率高、饱和吸附容量大，尤其对废水中铅、镉吸附性能优异。本发明所制备的介孔氧化镁纤维亦可用于其他金属离子及有机染料等污染物的吸附，同时在气体净化分离、催化领域也有良好应用前景。

主权项

1.一种介孔氧化镁纤维的制备方法，包括步骤如下：(1)氧化镁前驱体溶胶纺丝液的制备将有机酸A和氧化镁依次加入去离子水中，室温搅拌至其充分溶解后，减压蒸发直至得到有机酸A镁盐干粉；将有机酸B和氧化镁依次加入去离子水中，室温搅拌至其充分溶解后，减压蒸发直至得到有机酸B镁盐干粉；有机酸A镁盐干粉和有机酸B镁盐干粉组成前驱体干粉；所述的有机酸A为柠檬酸，有机酸B为丙酸、乙酸、草酸和丙二酸中的一种或其组合；将前驱体干粉、助剂和溶剂按照比例混合，搅拌至充分溶解，得氧化镁前驱体溶胶纺丝液，用于静电纺丝制备氧化镁前驱体纤维；(2)静电纺丝制备氧化镁前驱体纤维将氧化镁前驱体溶胶纺丝液加入到带不锈钢针头的注射器中，采用微量注射泵给料，在给料速率为0.6～1.0mL/h，针头与接收装置的距离为10～30cm，电压为15～20kV，温度为25～45℃，相对湿度为30～50％的条件下进行静电纺丝，得到氧化镁前驱体纤维；(3)介孔氧化镁纤维的制备将制得的氧化镁前驱体纤维按以下两种方式之一分别进行热处理：(i)空气中热处理：将静电纺丝所得的氧化镁前驱体纤维置于箱式马弗炉内，先从室温升温至250℃并保温，再升温至目标温度400～550℃并保温，最后自然冷却至室温，得到介孔氧化镁纤维；或者，(ii)水蒸气热处理：将静电纺丝所得的氧化镁前驱体纤维置于管式石英炉内，先从室温升温至250℃并保温，再向炉内通入水蒸气，在水蒸气存在下，升温至目标温度400～550℃并保温，之后停止通入水蒸气，继续在400～550℃温度下保温，最后自然冷却至室温，得到介孔氧化镁纤维。