[发明专利]一种磁性聚合物复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种磁性聚合物复合材料及其制备方法和应用，属于复合材料技术领域。本发明将磁性物质Fe₃O₄加入甲苯中，然后加入氨丙基三甲氧基硅烷，氮气保护条件下，回流反应得到产物A；将产物A放入乙腈中，加入3‑氯丙烯，氮气保护条件下，回流反应得到产物B；将产物B放入蒸馏水中，然后加入苯并‑18‑冠‑6‑醚‑丙烯酰胺和丙烯酸、再加入引发剂，在氮气保护条件下反应，然后反应产物离心分离烘干后得到磁性聚合物复合材料。本发明方法制备的磁性聚合物复合材料对铯离子有很高的吸附能力，且有很高的选择性，可广泛用于工业废水中铯离子的回收利用。

技术领域

本发明涉及一种磁性聚合物复合材料及其制备方法和应用，属于复合材料技术领域。

背景技术

铯是一种银色的金属，主要应用于电子、陶瓷、医药、核工业等领域，特别是在核工业中，放射性铯作为铀核裂变的产物之一，大量出现在核废水当中。铯具有38 个同位素，除了铯-133 为稳定同位素外，其余均为放射性同位素，特别是铯-137 危害巨大。目前核能作为一种清洁能源被越来越广泛的使用，从而会产生大量的低中放固体废物进入到生态系统中。铯不是动植物的必须组分，环境中的铯若通过食物链被植物、动物和人吸收，会对生物体产生巨大的危害。

为降低水环境中铯的生态风险，需要去除污水或地表水体中的铯。目前常规的水处理方法有物理、化学、生物法以及上述方法的组合处理方法。与传统的复杂工艺相比，吸附法具有工艺简单、处理效果稳定、价格相对低等优点。目前，还未研究出能有效吸附脱除水中污染物，且具有分散性好、吸附速率快、吸附效果好、且回收容易的特点的吸附剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁性聚合物复合材料，其化学结构式为：

。

本发明的另一目的提供所述磁性聚合物复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）将磁性物质Fe₃O₄加入甲苯中，然后加入氨丙基三甲氧基硅烷，氮气保护条件下，回流反应得到产物A，标记为APTMS- Fe₃O₄；

（2）将步骤（1）得到的产物A（APTMS- Fe₃O₄）放入乙腈中，加入3-氯丙烯，氮气保护条件下，回流反应得到产物B，标记为CP- Fe₃O₄；

（3）将步骤（2）得到的产物B（CP- Fe₃O₄）放入蒸馏水中，然后加入苯并-18-冠-6-醚-丙烯酰胺和丙烯酸，再加入引发剂，在氮气保护条件下反应，然后反应产物离心分离烘干后得到磁性聚合物复合材料，标记为BC-Fe₃O₄。

所述步骤（1）中甲苯与磁性Fe₃O₄的液固比mL:mg为5:1~15:1；

所述步骤（1）中氨丙基三甲氧基硅烷与磁性Fe₃O₄的液固比mL:mg为1:1~3:1；

所述步骤（1）中回流反应的温度为60~80℃，回流反应时间为16~24h；

所述步骤（2）中乙腈与产物A（APTMS- Fe₃O₄）的液固比mL:mg为5:1~15:1；

所述步骤（2）中3-氯丙烯与产物A（APTMS- Fe₃O₄）的液固比mL:mg为2:1~4:1；

所述步骤（2）中回流反应的温度为60~80℃，回流反应时间为16~24h；