[发明专利]一种Fe3O4@MnOx二维空心材料的制备方法及应用

摘要

本发明公开了一种Fe₃O₄@MnO_x二维空心材料的制备方法及应用，该制备方法首先是进行介孔硅基模板SBA‑15的合成，然后进行Fe₃O₄/C二维材料的合成；最后进行Fe₃O₄/MnO_x二维空心材料的合成，最后得到Fe₃O₄/MnO_x二维空心材料。该Fe₃O₄@MnO_x二维空心材料用于对U(VI)和Eu(III)的去除。应用研究时，将Fe₃O₄@MnO_x二维空心材料投入含放射性核素U(VI)和Eu(III)的地下水中，以富集地下水中的放射性核素U(VI)和Eu(III)，然后利用磁铁回收吸附后的放射性核素U(VI)和Eu(III)。本发明的应用是一种清洁高效的方法。

主权项

1.一种Fe₃O₄@MnO_x二维空心材料的制备方法，其特征在于：该制备方法包括如下步骤：S1、介孔硅基模板SBA‑15的合成S1.1、4g聚丙二醇与环氧乙烷的加聚物溶于100ml3MHCl中，并加入30mL去离子水，常温搅拌6h；S1.2、向溶液中加入7g原硅酸四乙酯于50℃搅拌24h；S1.3、而后转入聚四氟乙烯高压水热反应釜中，放入烘箱中100℃晶化24h，得到混合物；S1.4、混合物常温下冷却，用丙酮洗涤，洗涤完毕后在80℃环境下干燥后得到白色粉末状固体；S1.5、将白色粉末状固体移入坩埚中，并将装有白色粉末状固体的坩埚放入马弗炉，以5℃/min的升温速度至600℃并恒温煅烧6h除去结构导向剂，得到白色粉末状介孔硅基模板SBA‑15，待用；S2、Fe₃O₄/C二维材料的合成S2.1、100mg白色粉末状介孔硅基模板与100mg二茂铁分散于40mL丙酮中；S2.2、搅拌45min，在此过程中向溶液中一滴一滴加入1mLH₂O₂；S2.3、将溶液转入50mL聚四氟乙烯高压水热反应釜中，随后于200℃下反应20h；S2.4、步骤S2.3得到的固体先用单丙酮液体清洗，再用单乙醇液体清洗，依次循环反复多次，然后于60℃下干燥12h，得到Fe₃O₄/C二维空心材料，备用；S3、Fe₃O₄/MnO_x二维空心材料的合成S3.1、将100mgFe₃O₄/C二维材料在持续搅拌条件下溶于35mL0.005MKMnO₄溶液中；S3.2、悬浮液倒入50ml聚四氟乙烯内衬钢高压釜中，160℃反应12h；S3.3、抽滤得到固体，加入3MNaOH溶液去除Si；S3.4、利用永久磁铁分离步骤S3.3已去除Si的固体；S3.5、最后得到的固体用去离子水反复清洗，并于60℃过夜真空干燥，即得到Fe₃O₄/MnO_x二维空心材料。