[发明专利]超疏水磁性粉末的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及疏水材料的制备方法。

背景技术

超疏水材料在工业农业和国防等方面具有广阔的应用前景，最近，其超疏水和超亲油的性能更是在环境保护中受到关注。超疏水材料主要制备原理包括对粗糙表面用低表面能物质进行修饰，或者在低表面能物质上构建粗糙表面。在超疏水材料的制备方法上主要有模板法、刻蚀法、气相沉积法和光化学法等等，但这些方法都存在着操作复杂，条件要求苛刻，仪器设备复杂等缺点。目前，超疏水材料主要应用在材料表面自清洁、防污染等领域。而在环境保护和油水分离方面的应用还没有考虑超疏水材料在实际应用方面的可操作性和快捷性。

ANGEWANGTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION杂志(2004，43，2012-2014)曾报道过的一篇采用喷涂法制备的超疏水和超亲油的一种表面膜。此种方法使用的材料设备复杂，制备过程和方法复杂难操控，同时制备的超疏水表面膜在实际应用中缺乏可操作性。

Nature nanotechnology杂志(2008，3，332-336)曾报道了一篇使用MnO2纳米线制成的薄膜具有超疏水和超亲水可控效果的性能，而且此薄膜可以吸附较材料本身20倍重的有机物。这种具有可控性的纳米薄膜可以选择性吸附不同的有机物，但在实际使用中不适合大规模大面积的处理，实际可操作性较差，而且回收吸附有机物的薄膜也是一个难点。

综上所述，现有方法制备的超疏水材料存在工艺复杂、难以分离的问题。

发明内容

本发明的目的为了解决现有方法制备的超疏水材料工艺复杂、难以分离的问题；而提供超疏水磁性粉末的制备方法。

本发明中超疏水磁性粉末的制备方法是按下述步骤进行的：一、将磁性粉体置于含有能与磁性粉体发生置换反应的金属离子盐的溶液中，溶液中金属离子的浓度为0.01～1.0mol/L，室温下搅拌反应1～60min，然后用去离子水洗涤至pH值为中性，烘干；二、将经步骤一处理的磁性粉体置于浓度为0.01～1.0mol/L月桂酸溶液中浸泡0.5h～2h，月桂酸溶液中的溶剂为乙醇、甲醇、丙酮或甲苯，过滤后烘干得到超疏水磁性粉体材料。该方法具有超疏水和超亲油的特征。利用此方法制成的超疏水磁性材料可以在磁场作用下快速分离水和疏水性有机物。本发明采用的原材料价格低廉，制作方法简便，用磁铁等可将吸附有机物的超疏水磁性材料快速分离出来，使用便捷，适合大规模生产。

本发明超疏水磁性粉末的制备方法还可按下述步骤进行的：步骤一、将醋酸铁、醋酸钴或醋酸镍置于石英管中，在空气或氩气氛中烧结，烧结温度为300～800℃，烧结时间为1～24小时，然后冷却，得到黑色粉末；步骤二、将步骤一得到的黑色粉末置于浓度为0.01mol/L～1.0mol/L有机硅氧烷溶液中浸泡0.5h～2h，有机硅氧烷溶液中的溶剂为乙醇、甲醇、丙酮或甲苯，然后过滤，烘干后得到超疏水磁性粉末。该方法具有超疏水和超亲油的特征。利用此方法制成的超疏水磁性材料可以在磁场作用下快速分离水和疏水性有机物。本发明采用的原材料价格低廉，制作方法简便，用磁铁等可将吸附有机物的超疏水磁性材料快速分离出来，使用便捷，适合大规模生产。

附图说明

图1是水滴(6ml)在超疏水微米铁粉材料表面的接触角示意图；图2是水滴(6ml)在超疏水纳米铁粉材料表面的接触角示意图；图3是水滴(6ml)在超疏水纳米Fe₂O₃-C材料表面的接触角示意图；图4是水滴(6ml)在超疏水纳米NiO-C材料表面的接触角示意图；图5是水滴(6ml)在超疏水纳米CoO-C材料表面的接触角示意图；图6是油滴(4ml)在超疏水纳米Fe₂O₃-C材料表面的接触渗透流程示意图；图7是将油红染料染色后的润滑油在水中的状态图；图8是加入超疏水磁性CoO-C粉末后的图；图9是去除超疏水磁性CoO-C粉末图；图10是去除超疏水磁性CoO-C粉末后的状态图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式中超疏水磁性粉末的制备方法是按下述步骤进行的：一、将磁性粉体置于含有能与磁性粉体发生置换反应的金属离子盐的溶液中，溶液中金属离子的浓度为0.01～1.0mol/L，室温下搅拌反应1～60min，然后用去离子水洗涤至pH值为中性，烘干；二、将经步骤一处理的磁性粉体置于浓度为0.01～1.0mol/L月桂酸溶液中浸泡0.5h～2h，月桂酸溶液中的溶剂为乙醇、甲醇、丙酮或甲苯，过滤后烘干得到超疏水磁性粉体材料。