[发明专利]一种核-壳稳定结构的碳包覆纳米零价铁材料的制备方法

权利要求书

1.一种核-壳稳定结构的碳包覆纳米零价铁材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、超声分散：称取1～5重量份的酚类物质，将其溶解在20重量份的无水乙醇和50重量份的水组成的混合溶液中，再在混合溶液中加入1重量份的纳米四氧化三铁微球，将混合溶液在超声条件下分散10～15min；

S2、搅拌反应：在步骤S1中得到的混合溶液中依次加入氨水和1～10重量份的甲醛，使混合溶液中氨的物质的量浓度为0.1～0.5mol/L，然后将混合溶液在30℃下机械搅拌反应1h，再采用磁倾析法处理混合溶液，得到磁流体混合物，将磁流体混合物用去离子水洗至中性，得到固体颗粒，然后将固体颗粒烘干，得到酚醛树脂包覆的纳米四氧化三铁复合材料；

S3、高温煅烧：将步骤S2中得到的纳米四氧化三铁复合材料置于管式炉中，充入惰性气体保护并在750～950℃下煅烧5～6h，得到碳包覆核-壳纳米零价铁复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种核-壳稳定结构的碳包覆纳米零价铁材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中酚类物质为苯酚、间苯二酚、对苯二酚、间苯三酚其中的一种或两种。

3.根据权利要求1所述的一种核-壳稳定结构的碳包覆纳米零价铁材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中纳米四氧化三铁微球的粒径为20～100nm。

4.根据权利要求1所述的一种核-壳稳定结构的碳包覆纳米零价铁材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中机械搅拌的转速为200～300rpm。

5.根据权利要求1所述的一种核-壳稳定结构的碳包覆纳米零价铁材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中磁倾析法处理混合溶液的方法为：将混合溶液通过磁倾析组件进行磁倾析处理，去除混合溶液的上清液，得到下层磁流体液，再将下层磁流体液与去离子水以重量比1:5混合，再次通过磁倾析组件进行磁倾析处理，重复三次磁倾析处理，最终得到磁流体混合物；

所述磁倾析组件包括磁倾析桶(1)，位于所述磁倾析桶(1)底部的底座(2)，磁倾析桶(1)前端设有盖板(11)，所述盖板(11)以及磁倾析桶(1)底部均设有开槽(12)，盖板(11)前端设有与所述开槽(12)滑动连接的滑动挡板(13)，所述滑动挡板(13)后端底部设有与磁倾析桶(1)底部滑动连接的磁石(3)，滑动挡板(13)后端上部设有与磁倾析桶(1)内壁底部滑动连接的液位挡板(4)，所述磁石(3)后端设有用于密封开槽(12)的密封板(5)，所述密封板(5)与磁倾析桶(1)底部滑动且密封连接，密封板(5)后端设有固定块(6)，所述固定块(6)前端设有用于容纳密封板(5)且与密封板(5)滑动连接的固定槽(61)，固定块(6)底部与所述底座(2)固定连接，固定块(6)顶部与磁倾析桶(1)固定连接，磁倾析桶(1)顶部设有进水口(14)；

底座(2)上表面两侧各设有一个滑轨(7)，所述滑轨(7)内壁设有滑槽(71)，所述滑槽(71)内滑动连接设有滑杆(72)，所述滑杆(72)与所述密封板(5)前端固定连接，用于带动密封板(5)、磁石(3)以及滑动挡板(13)滑动，滑轨(7)前端设有伸缩电机(73)，所述伸缩电机(73)的输出端与滑杆(72)连接用于推动滑杆(72)移动，底座(2)上表面中部设有排水槽(21)，所述排水槽(21)自所述开槽(12)最后端的位置延伸至底座(2)最前端，磁倾析桶(1)后端中部设有搅拌电机(8)，所述搅拌电机(8)的输出端贯穿磁倾析桶(1)后与位于磁倾析桶(1)内中部的搅拌杆(81)连接，所述搅拌杆(81)上设有若干组搅拌叶片(82)，所述搅拌叶片(82)的搅拌范围最下端位于所述液位挡板(4)的上方。

6.根据权利要求1所述的一种核-壳稳定结构的碳包覆纳米零价铁材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中将磁流体混合物用去离子水洗至中性的方法为：将磁流体混合物置于离心机中在3000～3500rpm转速下离心处理15～20min，得到一次离心混合物，将一次混合物使用去离子水清洗后，重复上述离心过程，重复三次得到的三次离心混合物即为最终的固体颗粒。