[发明专利]一种功能化磁性纳米复合材料的制备方法

说明书

一种功能化磁性纳米复合材料的制备方法：在超声波辐照并连续搅拌通氮气条件下，可溶性亚铁盐和可溶性铁盐的混合溶液中，缓慢滴入新鲜配置的氨水溶液得到磁性纳米Fe₃O₄颗粒；在超声波辐照下，将上述新制备的磁性纳米Fe₃O₄颗粒与间苯二胺单体、2,5‑二氨基苯磺酸单体混合溶解，搅拌均匀，通过化学氧化法一步合成粒径更小、比表面积更大和具有更高反应活性的氨基，亚氨基，磺酸基修饰的功能化磁性纳米复合材料Fe₃O₄‑mPD/SP(50:50)；本发明设备简单，操作方便，产物粒径分布均匀，粒径范围在20～100nm左右，功能化磁性纳米复合材料比表面积为80～150m²/g，纳米颗粒未出现明显氧化现象。

(一)技术领域

本发明涉及一种功能化磁性纳米复合材料Fe₃O₄-mPD/SP(50:50)的制备方法，所述复合材料中，间苯二胺单体(mPD)和2,5-二氨基苯磺酸单体(SP)的摩尔比为50:50。

(二)背景技术

目前，国内外去除水体重金属离子的方法主要有化学沉淀法、膜分离法、电解法、离子交换法、生物法以及吸附法等。吸附法以其高效、经济、简便等优点而被广泛应用。传统的吸附剂如活性炭、沸石以及分子筛等，是基于吸附剂较大的比表面积及较高的表面能通过物理吸附去除水中的重金属(王靖宇,刘敬勇,裴媛媛.吸附剂在工业废水重金属处理中的应用研究进展[J].安徽农学通报(下半月刊),2011,17(16):128-130)。然而，这些材料大多存在选择性差、再生难、易产生二次污染等缺点，尤其在吸附处理后，吸附剂与废水不能实现快速有效分离，这也正是污水处理中急待解决的难题之一。

随着纳米技术的迅速发展，各种磁性纳米材料被成功地合成出来，并被应用于环境污染的修复。纳米Fe₃O₄颗粒因制备工艺相对简便、价廉、无毒等优点而被广泛应用。其具有表面效应、量子尺寸效应、体积效应和宏观量子隧道效应等纳米尺寸效应，极高的比表面积和表面活性使其具有良好的吸附性能。当颗粒粒径小于20nm时，在常温下表现出超顺磁性，易修饰功能基团，与目标物发生特异性亲和吸附，在外加磁场的定向控制下，通过清洗和解吸操作，可将目标物从多组分环境中快速分离出来(Cendrowskia K,Sikorab P,Zielinskaa B.Chemical and thermal stability of core-shelled magnetitenanoparticles and solid silica[J].Applied Surface Science,2017,407:391–397；Nassar N N.Rapid removal and recovery of Pb(II)from wastewater by magneticnanoadsorbent[J].Journal of Hazardous Materials,2010,184(3):538-546)。此外，纳米Fe₃O₄颗粒优异的热稳定性和机械强度，使其能适用于多种环境。