[发明专利]一种碳纳米管聚乙烯醇磁性微球的制备方法及应用

权利要求书

1.一种碳纳米管聚乙烯醇磁性微球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、制备羧基化多壁碳纳米管：将多壁碳纳米管、硝酸溶液及硫酸溶液混合均匀，静置反应，然后在氮气气氛下水浴搅拌反应，冷却后用聚四氟乙烯薄膜抽滤、去离子水洗涤，真空干燥下得到羧基化碳纳米管；

S2、反相悬浮法制备磁性α-三氧化二铁聚乙烯醇微球并氨基化：将聚乙烯醇、磁性α-三氧化二铁纳米粒子和蒸馏水于沸水浴锅中混匀搅拌溶解，冷却，再加入液体石蜡和司班80，搅拌一定时间后，再加入盐酸溶液和双醛基聚乙二醇继续沸水浴搅拌，将得到产物进行离心，再次清洗，干燥得磁性α-三氧化二铁聚乙烯醇微球，再将磁性α-三氧化二铁聚乙烯醇微球进行氨基化；

所述聚乙烯醇、磁性α-三氧化二铁纳米粒子、蒸馏水、液体石蜡、司班80、盐酸溶液及双醛基聚乙二醇的用量比为1g：0.1-1g：1-20mL：1-20mL：0.1-5mL：1mL：0.1-1g；

S3、制备多壁碳纳米管-磁性α-三氧化二铁聚乙烯醇微球：将步骤S2制得的氨基化磁性α-三氧化二铁聚乙烯醇微球与步骤S1制得的羧基化碳纳米管、1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺、N-羟基琥珀酰亚胺及蒸馏水按比例1g：0.1-4g：20-300mg：20-300mg：50-300ml搅拌混匀，将混合物离心处理后再加入去离子水混匀，将磁铁置于容器壁外，收集被磁铁吸附的固体，再次清洗，干燥得最终产物。

2.根据权利要求1所述的一种碳纳米管聚乙烯醇磁性微球的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，磁性α-三氧化二铁聚乙烯醇微球进行氨基化的具体过程为：取磁性α-三氧化二铁聚乙烯醇微球和环氧氯丙烷，加入盐酸溶液，水浴下搅拌后，用蒸馏水清洗三次，然后真空干燥，再取干燥后得到的磁性固体粉末倒入三口烧瓶中，之后加入氢氧化钠、四丁基溴化铵，快速倒入乙二胺，水浴加热，持续搅拌，蒸馏水过滤并用石油醚清洗，真空干燥，得到氨基化的磁性α-三氧化二铁聚乙烯醇微球。

3.根据权利要求1所述的一种碳纳米管聚乙烯醇磁性微球的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，多壁碳纳米管、硝酸溶液及硫酸溶液按照比例1g：20-100mL：20-100mL混合均匀，所述硝酸溶液的质量浓度为60-95％，所述硫酸溶液的质量浓度为60-95％，所述静置反应0.5-10h，所述水浴搅拌反应0.5-10h，搅拌速度为100-500rpm，搅拌桨半径为1-5cm，氮气压力为2-6Mpa，水浴温度为30-80℃，冷却去离子水洗涤至水洗液pH值为3-6，于40-80℃下真空干燥。

4.根据权利要求1所述的一种碳纳米管聚乙烯醇磁性微球的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，多壁碳纳米管、硝酸溶液及硫酸溶液比例为1g：50mL：50mL混合均匀，所述硝酸溶液的质量浓度为90％，所述硫酸溶液的质量浓度为90％，所述静置反应为2h，所述氮气压力为5MPa，所述水浴搅拌反应2h，搅拌速度为200rpm，搅拌桨半径为2cm，水浴温度为60℃，去离子水洗涤至水洗液pH值为5.8，真空干燥温度为60℃。

5.根据权利要求1所述的一种碳纳米管聚乙烯醇磁性微球的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中盐酸溶液的质量浓度为10-50％，冷却温度为30-80℃。

6.根据权利要求1所述的一种碳纳米管聚乙烯醇磁性微球的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，第一次搅拌速度为搅拌速度为100-500rpm，搅拌时间为0.5-2h；第二次搅拌速度为100-500rpm，搅拌时间为1-5h；第三次搅拌速度为100-500rpm，搅拌时间为0.5-2h；三次搅拌中的搅拌桨半径均为1-5cm。

7.根据权利要求1所述的一种碳纳米管聚乙烯醇磁性微球的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，聚乙烯醇、磁性α-三氧化二铁纳米粒子、蒸馏水、液体石蜡、司班80、盐酸以及双醛基聚乙二醇用量比例1g:0.5g:10mL:10mL:0.5mL:1mL:0.5g，所述盐酸浓度30％，所述冷却温度为60℃，先后三次搅拌转速依次为200rpm、200rpm以及300rpm，搅拌桨半径均为2cm，先后三次搅拌时间依次为1h、2h以及1h。