[发明专利]一种磁性多孔碳材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种磁性多孔碳材料及其制备方法，方法包括步骤：惰性氛围下，结构导向模板、催化剂分散到缚酸剂和有机溶剂，搅拌1‑3h，加入二茂铁基二卤代单体和炔基单体，60‑100℃搅拌24‑72h，纯化得核壳型复合材料；将核壳型复合材料分散到有机酸中，搅拌10‑30min，纯化得聚合物壳；惰性氛围下，500‑700℃热解聚合物壳得磁性多孔碳材料；所述二茂铁基二卤代单体为X为Br或I；所述炔基单体为该制备方法可通过改变单体的结构控制聚合物的孔径进而调控材料的比表面积。该磁性多孔材料比表面积大，对有机污染物的吸附性能优；磁性好且不会出现相分离，可通过磁性回收提高了材料的重复利用率。

技术领域

本发明涉及碳材料制备技术领域，尤其涉及一种磁性多孔碳材料及其制备方法。

背景技术

随着现代工农业生产废污水和生活污水的大量排放，水环境污染日益严重，其中重金属和难降解有机物污染(如多环芳烃、多氯联苯、芳香硝基化合物)问题，已成为我国水污染防关注的焦点。

多孔碳材料比表面积大，对重金属和有机污染物具有较大的吸附能力，但其在吸附去除污染物后往往难以分离回收，容易造成资源浪费和二次污染。近年来开发的磁性碳吸附材料在吸附污染物时还具有易于磁性回收的特点，但传统的磁性碳吸附材料常由磁性功能材料和碳材料经物理方法或机械手段等混合而成，这种方式制得磁性碳吸附材料往往存在重复利用率低、易出现相分离的缺点。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种磁性多孔碳材料及其制备方法，旨在解决现有磁性碳吸附材料重复利用率低、易出现相分离的问题。

本发明的技术方案如下：

一种磁性多孔碳材料的制备方法，其中，包括步骤：

A、在惰性气体保护下，将结构导向模板、催化剂分散在缚酸剂和有机溶剂中，搅拌1-3h，加入二茂铁基二卤代单体和炔基单体，60-100℃搅拌24-72h，冷至室温，对反应混合液进行纯化处理，得到核壳型复合材料；

B、将所述核壳型复合材料分散在有机酸中，搅拌10-30min，然后对分散液进行纯化处理，得到聚合物壳；

C、在惰性气体保护下，500-700℃热解所述聚合物壳，得到磁性多孔碳材料。

所述的磁性多孔碳材料的制备方法，其中，所述步骤A中，所述二茂铁基二卤代单体选自中的一种，X为Br或I；所述炔基单体选自中的一种。

所述的磁性多孔碳材料的制备方法，其中，所述步骤A中，所述结构导向模板为ZIF-67。

所述的磁性多孔碳材料的制备方法，其中，所述步骤A中，所述炔基单体、所述二茂铁基二碘代单体、所述催化剂、所述结构导向模板之间的配比为1mmol：1.5-2mmol：0.02-0.05mmol：0.25-1g。

所述的磁性多孔碳材料的制备方法，其中，所述步骤A中，所述催化剂为Pd(PPh₃)₄/CuI或Pd(PPh₃)₂Cl₂/CuI。

所述的磁性多孔碳材料的制备方法，其中，所述步骤A中，所述缚酸剂为三乙胺或二异丙胺；所述有机溶剂选自四氢呋喃、三氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺中的一种；所述缚酸剂与所述有机溶剂的体积比为1-3:1。

所述的磁性多孔碳材料的制备方法，其中，所述步骤A中，所述纯化处理的步骤包括：将反应混合液进行抽滤，依次用二氯甲烷、丙酮、甲醇、1,2-二氯乙烷洗涤滤饼即可。

所述的磁性多孔碳材料的制备方法，其中，所述步骤B中，所述有机酸为冰醋酸。