[发明专利]一种核壳型磁性纳米材料及其制备方法与用途

权利要求书

1.一种核壳型纳米磁性材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，获取纳米零价铁；

S2，将纳米零价铁置于5～40℃的水中制成悬浊液，加入高锰酸钾溶液，进行超声反应，然后磁选分离，磁选出的固体为铁锰氧化物包覆纳米零价铁的所述核壳型纳米磁性材料。

2.根据权利要求1所述的核壳型纳米磁性材料的制备方法，其特征在于，步骤S1包括：在搅拌和无氧条件下，按照FeCl₃和NaBH₄的摩尔比为1：3～40的添加比例，将FeCl₃溶液加入到NaBH₄溶液中进行反应1～30min，反应后磁吸出固体，将该磁吸出的固体清洗后得到所述纳米零价铁。

3.根据权利要求2所述的核壳型纳米磁性材料的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述FeCl₃溶液和所述NaBH₄溶液，所使用的溶剂均为超纯水，所得纳米零价铁的粒径为100nm，记为NZVI100。

4.根据权利要求2所述的核壳型纳米磁性材料的制备方法，其特征在于：

步骤S1中，所述FeCl₃溶液和所述NaBH₄溶液，所使用的溶剂均为20％乙醇溶液，所得纳米零价铁的粒径为50nm，记为NZVI50；

步骤S2中，在将纳米零价铁置于5～40℃的水中制成悬浊液后，先加入三价铝盐溶液，再加入高锰酸钾溶液；其中，所加入的三价铝盐中的三价铝和所加入的纳米零价铁的摩尔比为1：1～40。

5.根据权利要求2所述的核壳型纳米磁性材料的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述FeCl₃溶液和所述NaBH₄溶液，所使用的溶剂均为50％乙醇溶液，所得纳米零价铁的粒径为20nm，记为NZVI20。

6.根据权利要求1所述的核壳型纳米磁性材料的制备方法，其特征在于：步骤S2中，在加入高锰酸钾溶液之后，还加入二价锰盐溶液共同超声反应，以提升所述核壳型纳米磁性材料的Mn/Fe质量比；其中，所加入的二价锰盐溶液中的二价锰和所加入的纳米零价铁的摩尔比为1：0.5～40。

7.根据权利要求1或6所述的核壳型纳米磁性材料的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所加入的纳米零价铁和高锰酸钾的摩尔比为1：0.1～3。

8.一种核壳型纳米磁性材料，其特征在于，根据权利要求1～7任意一项所述的制备方法所制备得到；所述核壳型纳米磁性材料由纳米零价铁和铁锰氧化物组成，所述铁锰氧化物包覆所述纳米零价铁，表面为多孔结构；所述铁锰氧化物中铁的价态为+3价，锰的价态为+4和+3价态的混合。

9.一种如权利要求8所述的核壳型纳米磁性材料的用途，其特征在于，应用于吸附水中的重金属阳离子污染物，吸附重金属阳离子污染物后，采用磁吸方式将吸附有重金属阳离子污染物的所述核壳型纳米磁性材料从水中分离出来，并使用氯化钾和/或氯化钠溶液进行脱附以回收所述核壳型纳米磁性材料。

10.一种如权利要求8所述的核壳型纳米磁性材料的用途，其特征在于，应用于催化高锰酸钾氧化降解新兴有机污染物，降解后，采用磁吸方式将所述核壳型纳米磁性材料分离出来。