[发明专利]一种吸附盐酸四环素的磁性纳米材料NiFe2

说明书

本发明提供了一种中空球形NiFe₂O₄@N‑C的制备方法和应用，属于吸附材料领域。本发明以该产品是以NCHSs（N‑doped carbon composite hollow spheres）为模板，将Ni(NO₃)₂.6H₂O、Fe(NO₃)₃.9H₂O、柠檬酸钠、NH₄F、尿素为原料与NCHSs复合在一起制备得到了由纳米片聚集而成的具有中空结构的NiFe₂O₄@N‑C纳米球，直径为200‑300 nm。本发明提供的中空结构的NiFe₂O₄@N‑C纳米球结晶度高，晶型完好，能够有效吸附盐酸四环素；另外，本发明提供的中空结构的NiFe₂O₄@N–C纳米球具有优异的磁性性能，能够反复回收使用。由实施例试验结果可知，将所述材料作为吸附材料吸附盐酸四环素，最大吸附量为271.739mg/g；同时由循环实验可知，该吸附剂具有良好的循环再利用能力，稳定性良好，具有实际应用价值。

技术领域

本发明涉及吸附技术领域，具体涉及到一种中空球NiFe₂O₄@ N–C的制备方法，此材料可应用于盐酸四环素的吸附。

背景技术

几十年来，学者们发展了一些去除水环境中传统污染物(金属和有机污染物)的高效方法，如吸附、混凝/絮凝、光催化、化学氧化、离子交换和生物降解，但抗生素污染的环境污染物没有得到有效去除。传统的物理法、化学法和生物法已被用于处理含抗生素废水，如吸附、光催化、絮凝/混凝、膜过滤、真菌处理和氧化。在这些技术中，吸附技术以其操作简单、效率高、能耗低、成本低、易于回收和再利用等优点而成为最方便、最普遍、最有发展前景的技术之一。此外，这一过程不会产生二次污染物。

近年来，掺氮空心碳球(NCHSs)作为一种优良的前驱体越来越受到人们的关注，它具有大的比表面积、多孔结构、良好的机械强度、良好的循环稳定性和导电性。本发明用一种简单、温和、生态化的方法在N掺杂空心碳球(NCHSs)上生长多孔NiFe₂O₄纳米片继而形成NiFe₂O₄@ N–C复合材料。

本发明（NiFe₂O₄@ N–C复合材料）既具有掺氮空心碳球(NCHSs)大的比表面积、多孔结构、良好的机械强度、良好的循环稳定性和导电性等优点，也具有NiFe₂O₄的多孔材料的优点。从而具有吸附材料所具有的特点，可以用于吸附水体中难以除去的盐酸四环素，同时本发明提供的中空结构的NiFe₂O₄@ N–C 纳米球具有优异的磁性性能，能够反复回收使用，且本发明提供的制备方法操作简单，适宜工业化生产。

发明内容

本发明的目的是制备一种中空球NiFe₂O₄@ N–C的吸附材料方法。

为实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

NCHSs的合成：用量筒称取乙醇溶于水中，混合均匀，向其中滴入NH₃.H₂O（25%），磁力搅拌后，再滴入TEOS（正硅酸乙酯），继续搅拌，而后滴入多巴胺（多巴胺分散溶于H₂O中），搅拌32 h之后离心、洗涤、干燥。所得黑色粉末转移到瓷舟中，在管式炉中以氮气为保护气，5℃/min程序升温至800℃保持煅烧3h，得到黑色固体粉末，即得NHCS球，备用。