[发明专利]磁性吸附剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种磁性吸附剂及其制备方法，所述磁性吸附剂的制备方法，主要包括以下步骤：将硝酸铜和氯化镍溶解于氢氧化钠水溶液中，加入乙二胺和水合肼，搅拌条件下反应后，冷却至室温，经过过滤和洗涤，得到Cu‑Ni NWs材料；将得到的Cu‑Ni NWs材料均匀分散至甲醇中，再依次加入Co(NOsubgt;3/subgt;)subgt;2/subgt;·6Hsubgt;2/subgt;O和2‑甲基咪唑的甲醇溶液，并在室温下反应后，得到金属有机框架ZIF‑67/Cu‑Ni NWs材料；将金属有机框架ZIF‑67/Cu‑Ni NWs材料在高温下进行碳化处理，得到磁性吸附剂。相较于现有技术，本发明所制备的磁性吸附剂具有均匀分散、不易团聚的特点，可用于水中甲基蓝的高效吸附去除。

技术领域

本发明涉及一种磁性吸附剂及其制备方法，属于纳米功能材料和环境材料制备技术领域。

背景技术

随着工业的快速发展和环保意识的提高，对有机染料污染物处理日益得到人们的广泛关注。有机染料污染物大量存在于纺织加工、塑料、纸张、化妆品、药品、食品加工等行业，对环境造成的负面影响愈演愈烈。例如，最具代表性也最为常见的有机染料污染物是甲基蓝。甲基蓝虽然对鱼类有一定的消毒作用，但过量时会产生危害，甚至威胁生态平衡。此外，甲基蓝对人体也有一定的危害性，严重时能危及生命。实际工业生产中常用的去除工业污水中的污染物的方式有氧化、絮凝、凝聚、膜过滤、光催化、电化学技术和吸附等。其中，吸附法作为一种处理污染物的常用方法，具有操作简单、经济环保、处理过程中无副产物等优点。

吸附法处理废水中有机污染物的过程包括有机污染物被吸附剂有效吸附、吸附有污染物的吸附剂与废水分离、吸附剂的再生三个步骤。如何实现吸附剂对有机污染物分子的高效吸附和从废水中的简单快捷分离回收是制备高性能吸附剂的关键。磁性吸附剂可以在外磁场作用下简单、快速从废水中分离回收，可以显著降低二次污染和超细吸附材料的流失，是一种极具前景的吸附材料。现有磁性吸附剂大多采用铁氧体磁性颗粒与吸附材料复合制备，而铁氧体磁性颗粒容易发生团聚，不利于吸附剂的均匀分散，从而降低吸附剂的整体吸附性能，其次，铁氧体磁性颗粒在酸性介质中可能发生腐蚀溶解，使其应用场景和循环使用效率受到一定限制。

有鉴于此，确有必要提出一种磁性吸附剂及其制备方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁性吸附剂及其制备方法，适用于有机废水中甲基蓝的去除。

为实现上述目的，本发明提供了一种磁性吸附剂的制备方法，主要包括以下步骤：

步骤1、将硝酸铜和氯化镍溶解于氢氧化钠水溶液中，加入乙二胺和水合肼，搅拌条件下反应后，冷却至室温，经过过滤和洗涤，得到Cu-Ni NWs材料；

步骤2、将得到的Cu-Ni NWs材料均匀分散至甲醇中，再依次加入Co(NO₃)₂·6H₂O和2-甲基咪唑的甲醇溶液，并在室温下反应后，得到金属有机框架ZIF-67/Cu-Ni NWs材料；

步骤3、将金属有机框架ZIF-67/Cu-Ni NWs材料在高温下进行碳化处理，得到磁性吸附剂。

作为本发明的进一步改进，步骤1中，所述硝酸铜和所述氯化镍的摩尔比例为0.5-3。

作为本发明的进一步改进，步骤1中，所述氢氧化钠水溶液的浓度为7–12mol/L。

作为本发明的进一步改进，步骤1中，所述乙二胺加入3-12mL，所述水合肼加入1mL，并在搅拌条件下于60–80℃反应1-2h。

作为本发明的进一步改进，步骤1中，所述Cu-Ni NWs材料的长度为15-40μm，直径为100-200nm。

作为本发明的进一步改进，步骤1中，所述Cu-Ni NWs材料中的Cu和Ni的摩尔比例为0.5-3.5。