[发明专利]一种多层MXene/氨基化锌铁氧体复合材料作为吸附剂在富集重金属汞中的应用

权利要求书

1.一种多层MXene/氨基化锌铁氧体复合材料作为吸附剂在富集重金属汞中的应用，其特征在于：分离富集重金属汞的方法包括以下步骤：

（1）将多层MXene/氨基化锌铁氧体复合材料分散到含有重金属汞的溶液中，振荡15~25min吸附重金属汞；

（2）将吸附后的溶液进行磁分离，然后向吸附重金属汞的多层MXene/氨基化锌铁氧体复合材料中加入洗脱液进行超声洗脱1~5min并进行磁分离，得到重金属Hg富集溶液；

多层MXene/氨基化锌铁氧体复合材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）多层MXene的制备：

将过渡金属碳化物MAX相粉末缓慢加入氢氟酸溶液中，在25~30℃下搅拌24~48h，然后将得到的悬浮液在3500rpm下离心，得到的沉淀用去离子水洗至中性并将黑色沉淀进行冷冻干燥，制得多层MXene；

（2）氨基化锌铁氧体的制备：

将1,6-己二胺加入乙二醇中，搅拌均匀后，加入醋酸钠、六水合三氯化铁和氯化锌，超声均匀后，将混合溶液加热至45~55℃，持续搅拌25~35min，然后将混合溶液转移至水热反应釜，180~200℃反应8~24h，产物用无水乙醇和去离子水洗涤，真空干燥，得到小粒径的氨基化尖晶石型铁氧体磁性纳米颗粒；

（3）多层MXene/氨基化锌铁氧体复合材料的制备：

将多层MXene溶于水中超声得到MXene溶液，将氨基化锌铁氧体磁性纳米颗粒溶于水配成氨基化尖晶石型铁氧体磁性纳米颗粒水溶液，在超声状态下将氨基化锌铁氧体磁性纳米颗粒水溶液逐渐加入MXene溶液中，混合溶液超声0.5~1h后，用去离子水洗涤、真空干燥，得到多层MXene/氨基化锌铁氧体复合材料。

2.如权利要求1所述的多层MXene/氨基化锌铁氧体复合材料作为吸附剂在富集重金属汞中的应用，其特征在于：含有重金属Hg的溶液的pH范围为5.0~7.0。

3.如权利要求1所述的多层MXene/氨基化锌铁氧体复合材料作为吸附剂在富集重金属汞中的应用，其特征在于：所述洗脱液为摩尔浓度为1mol/L的盐酸溶液，所述洗脱液的pH为0。

4.如权利要求1所述的多层MXene/氨基化锌铁氧体复合材料作为吸附剂在富集重金属汞中的应用，其特征在于：复合材料制备步骤（1）中，过渡金属碳化物MAX相粉末为粒径400目的Ti₃AlC₂，氢氟酸溶液的质量百分数为40%，Ti₃AlC₂与氢氟酸的质量体积比为1g/15~25mL。

5.如权利要求1所述的多层MXene/氨基化锌铁氧体复合材料作为吸附剂在富集重金属汞中的应用，其特征在于：复合材料制备步骤（2）中，Zn²⁺和Fe³⁺的物质的量之比为1:1.8~1:2.2；Fe³⁺在混合溶液中的浓度为0.01~0.03mol/L。

6.如权利要求1所述的多层MXene/氨基化锌铁氧体复合材料作为吸附剂在富集重金属汞中的应用，其特征在于：复合材料制备步骤（2）中，乙酸钠与六水合三氯化铁的质量比为1.5:1~2.5:1；乙酸钠与1,6-己二胺的质量比为1:3~1:4。

7.如权利要求1所述的多层MXene/氨基化锌铁氧体复合材料作为吸附剂在富集重金属汞中的应用，其特征在于：复合材料制备步骤（3）中，氨基化锌铁氧体磁性纳米颗粒和多层MXene之间的质量比为1:1~1:3。