[发明专利]一种中空磁性Co/碳纳米管的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种中空磁性Co/碳纳米管的制备方法，包括如下步骤：(1)称取二氰二胺和乙酸钴，加入到无水乙醇中，溶液在58‑62℃下磁力搅拌2.5‑3.5小时；(2)溶液在58‑62℃条件下搅拌22‑26小时；(3)将溶液放到干燥装置中烘干；(4)放置于高温炉中，在N₂气氛下850‑950℃煅烧0.5‑1.5小时，升温速率为9‑11℃/min；(5)自然冷却至室温后，得到中空磁性Co/碳纳米管。本发明还公开了一种中空磁性Co/碳纳米管的应用。本发明的优点在于：提供了一种制备工艺简单、操作方便、吸附污染物能力强，且后期从水体中分离方便的中空磁性Co/碳纳米管的制备方法及应用。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，尤其涉及一种中空磁性Co/碳纳米管的制备方法及应用。

背景技术

最近几年来，由无机和有机污染物造成的环境污染污染问题正受到广泛的关注，它们不仅在水体中有剧毒性和致癌性，并且对环境和水体造成极大的危害。碳基纳米结构材料，由于其较大的比表面积和极强的吸附能力，一维碳材料逐渐成为一种经济的和高吸附效率的吸附剂，应用于对水体中污染物的吸附。例如，Yu等人成功合成了由碳纳米纤维组成的细胞膜。经过β-环糊精修饰之后， CNF-β-CD可以应用于从污水中吸附碱性品红(ACSNano,2011年，第5卷，5928 页)。Wang等人用合成的多壁碳纳米管在富酸的水体中吸附铜离子(J.Hazard. Mater.2010年，第178卷，333页。尽管这些碳材料对于污染物的吸附具有很高的效率，但是实践发现这些材料作为吸附剂从污水中吸附污染物时需要额外的分离步骤将吸附剂从水体中分离出来，这进一步限制了材料的进一步实际应用。

因此，目前急需一种制备工艺简单、吸附污染物能力强，且后期从水体中分离方便的碳基纳米结构材料。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种制备工艺简单、操作方便、吸附污染物能力强，且后期从水体中分离方便的中空磁性Co/碳纳米管的制备方法及应用。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种中空磁性Co/碳纳米管的制备方法，包括如下步骤：

(1)称取3.3-3.7g二氰二胺和0.8-1.2g乙酸钴，加入到45-55ml无水乙醇中，溶液在58-62℃下磁力搅拌2.5-3.5小时；

(2)溶液在58-62℃条件下搅拌22-26小时；

(3)将溶液放到干燥装置中于43-47℃环境下烘干，留下固体粉末；

(4)将固体粉末放置于高温炉中，在N₂气氛下850-950℃煅烧0.5-1.5小时，升温速率为9-11℃/min；

(5)自然冷却至室温后，得到中空磁性Co/碳纳米管。

作为本发明的优选方式之一，所述步骤(3)中干燥装置为烘箱。

作为本发明的优选方式之一，所述步骤(4)高温炉为高温管式炉。

作为本发明的优选方式之一，所述步骤(5)中室温为18-25℃。

作为本发明的优选方式之一，所述步骤(5)中空磁性Co/碳纳米管是以竹节管状的形式存在，且形貌均一的空磁性Co/碳纳米管。

作为本发明的优选方式之一，所述步骤(5)中空磁性Co/碳纳米管具体为一介孔材料，纳米粒子表面积为131.6m²/g，孔体积是0.296cm³/g，粒子的平均孔直径为13.47nm。

一种使用上述中空磁性Co/碳纳米管的制备方法制备所得的中空磁性Co/碳纳米管的应用。