[发明专利]一种凹土/二氧化锰纳米复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米材料的制备，属于凹凸棒黏土的利用技术领域，具体涉及一种凹土/二氧化锰纳米复合材料的制备方法，即凹土负载纳米二氧化锰纳米复合材料的制备方法。

背景技术

随着染料生产行业和印染工业的迅速发展，其生产废水已成为当前主要的水体污染源之一。其中，阳离子燃料亚甲基蓝是染料的典型代表，其色度很高，污染严重。尽管传统的物理吸附方法，如活性炭吸附染料分子，可以去除废水中的染料，但是，该过程只是将有机分子从水相转移到吸附剂表面，并不能完全消除污染，还会造成二次污染。近几年以MnO₂ 为代表的锰氧化物因较强催化能力，能够有效的催化过氧化氢降解亚甲基蓝，在废水处理领域中有较多应用。

另一方面，通过采用合适的催化剂载体，也有利于提高二氧化锰的利用率。凹凸棒黏土（简称凹土）是一种纳米尺寸的天然化合物，为富镁铝硅酸盐。具有密度小（2.0～2.3 g/cm³）、内部多孔道、比表面积大（可达500m²/g）、吸水性强以及不易被电解质所絮凝等特性，因而具有强的吸附能力、良好的耐热性、抗盐、碱的腐蚀等特殊性能，将其用于催化剂的载体具有许多潜在的特殊用途。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的凹土/二氧化锰纳米复合材料的制备方法。将凹土表面吸附上Mn^VII离子，在室温下加入Mn^II盐溶液，调节溶液pH值，即可得到凹土/二氧化锰纳米复合材料。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种溶液法制备凹土/二氧化锰复合材料的方法，其特征在于，将凹土超声分散在水中，加入Mn^VII盐溶液，室温下搅拌，充分吸附之后离心，洗涤；将得到的固体再次分散在水中，室温搅拌条件下滴加Mn^II盐溶液，调节溶液pH值为9-10，反应产物分离、洗涤、干燥即可得到凹土/二氧化锰纳米复合材料。

所述的方法包括下列步骤：

步骤1）将一定量提纯净化的凹土在水中超声分散。

步骤2）在上述分散液中加入一定量的Mn^VII盐溶液，混合溶液中凹土含量为2-2.5 g/L，Mn^VII盐的浓度为0.8-1.2 g/L，室温下搅拌4-6小时，充分吸附之后进行离心，洗涤。

步骤3）将步骤2）得到的固体在水中重新分散，室温搅拌下滴加Mn^II盐溶液。

步骤4）调节步骤3）所得溶液pH值为9-10，离心分离，所得沉淀用水洗涤，干燥后即可得到凹土/二氧化锰纳米复合材料。

所述的Mn^VII盐溶液优选为KMnO₄。

所述的Mn^II盐为MnSO₄、MnCl₂、Mn(NO₃)₂或Mn(AC)₂，优选Mn(AC)₂。

所述的凹土/二氧化锰纳米复合材料中，二氧化锰的质量分数为5-7 %。

与现有技术比较本发明具有以下突出特点：

凹土是一种天然纳米材料，价格低廉，具有很高的内、外比表面积，凹土具有优良的吸附性能，将其与KMnO₄相混合，能够吸附大量的MnO₄^?在其表面。之后加入Mn^II盐，碱性条件下，MnO₄^?与Mn²⁺反应即可得到MnO₂负载在凹土表面。

本发明工艺简单，原材料消耗少，生产成本低。

本发明所得到的凹土/二氧化锰纳米复合材料，负载在凹土表面的二氧化锰球状纳米粒子分散均匀，其粒径为10 -30 nm。本发明的纳米复合材料可以用于催化过氧化氢降解亚甲基蓝，应用于废水处理具有良好的效果。

下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。本发明的保护范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求加以限定。

附图说明

图1为本发明的凹土/二氧化锰纳米复合材料的X射线粉末衍射（XRD）。

图2为本发明的凹土/二氧化锰纳米复合材料的透射电子显微镜（TEM）。

 

具体实施方式

实施例1

一种溶液法制备凹土/二氧化锰复合材料的方法，包括下列步骤：