[发明专利]一种碳基封装钴氧化物磁性材料的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种碳基封装钴氧化物磁性材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

步骤一、碳基材料预处理：

选择废纸作为碳基原材料，将废纸剪切成规定形状和尺寸的片材；然后浸没在无水乙醇中超声处理不少于30min，超声处理结束后取出并烘干；

步骤二、钴离子浸渍液制备：

将Co(NO₃)₂·6H₂O或CoCl₂·6H₂O溶解于去离子水中，制备得到Co²⁺浓度为0.1mol/L的溶液，作为后续步骤所需的钴离子浸渍液；

步骤三、浸渍处理：

将步骤一中预处理后的碳基原材料浸没在步骤二制备的钴离子浸渍液中，常温浸渍不少于3h；

步骤四、干燥处理：

将完成浸渍的碳基原材料沥干至表面不含有溶液后，在不高于60℃的温度下烘干处理，得到干燥后的含钴碳基原材料；

步骤五、高温煅烧：

将上步骤的含钴碳基原材料以600-800℃的温度恒温煅烧2h，煅烧过程中以氮气作为保护气氛，根据不同煅烧温度分类收集煅烧产物，所述煅烧产物即为所需的碳基封装钴氧化物磁性材料。

2.如权利要求1所述的碳基封装钴氧化物磁性材料的制备方法，其特征在于：步骤一中，废纸选择快递包装纸，剪切后的尺寸为1×2cm²。

3.如权利要求1所述的碳基封装钴氧化物磁性材料的制备方法，其特征在于：步骤一和步骤四中，烘干过程的干燥温度均设置为60℃。

4.如权利要求1所述的碳基封装钴氧化物磁性材料的制备方法，其特征在于：步骤二中，选择Co(NO₃)₂·6H₂O作为原料配置所需的钴离子浸渍液。

5.如权利要求1所述的碳基封装钴氧化物磁性材料的制备方法，其特征在于：步骤五中，

高温煅烧过程的详细步骤如下：

(1)将干燥后的含钴碳基原材料置于刚玉方舟中；然后将刚玉方舟送入到管式炉中，向管式炉中通入氮气5-10min；完全排除管式炉内的空气；

(2)开启管式炉加热，管式炉的升温速率设为2℃/min，炉内温度升高至预设的煅烧温度后，保温煅烧2h，然后对管式炉进行自然降温；

(3)待管式炉内温度降低至室温时，打开管式炉，取出刚玉方舟，得到的煅烧产物即为所需的碳基封装钴氧化物磁性材料。

6.如权利要求1所述的碳基封装钴氧化物磁性材料的制备方法，其特征在于：管式炉预设的煅烧温度分别为600℃、700℃或800℃。

7.一种碳基封装钴氧化物磁性材料，其特征在于，其采用如权利要求1-6任意一项所述的制备方法制备而成；

所述碳基封装钴氧化物磁性材料宏观结构呈片状或块状；材料具有磁性；且材料的微观结构呈3D网状结构，在3D网状结构的表面和空隙中均匀分布有Co²⁺。

8.一种碳基封装钴氧化物磁性材料的应用，其特征在于：将所述碳基封装钴氧化物磁性材料作为利用过一硫酸盐净化盐酸四环素污水时的活性催化剂使用；并在污水处理结束后对所述碳基封装钴氧化物材料进行磁选回收和再利用。