一种超顺磁性多孔碳吸附材料的合成方法

摘要

本发明公开了一种超顺磁性多孔碳吸附材料的合成方法，该方法是将废弃的报纸、滤纸或玉米杆置于无机盐溶液中充分浸润并烘干后，在管式炉氮气氛围中600～900℃焙烧6小时，得到超顺磁性多孔碳吸附材料。该方法步骤非常简单，易操作，利于工业化生产，而且实现了废物的循环再利用，有利于环境保护，所得超顺磁性多孔碳吸附材料中金属铁负载分布相对均匀，在充电放电的实验中表现出良好的储氢性能，可作为很好的电极材料，在染料的吸附实验中表现出良好的吸附性能，而且磁滞回线表明是一种很好的超顺磁性材料。

说明书

技术领域

本发明涉及无机多孔材料技术领域，具体地说是一种超顺磁性多孔碳吸附材料的合成方法。

背景技术

多孔碳材料具有大量纳米孔道，结构空旷，比表面积巨大，可作为吸附材料用于工业与环境上的分离与净化、干燥领域，并作为催化材料应用于石油加工、石油化工、煤化工与精细化工等领域，以及作为离子交换材料大量应用于洗涤剂工业，矿厂与放射性废料及废液的处理，还可作为良好的储氢材料，电极材料等等，展现出巨大的应用潜力。

无序多孔碳材料缺少长程有序(可能局部是有序的)，孔道不规则，因此孔径大小不是均一的且分布很宽。无序多孔材料的研究范围很广，目前研究得较多的有各种碳气凝胶、多孔半导体材料、多孔金属材料、多孔陶瓷材料、多孔聚合物等。无序多孔碳材料同样由于其孔径分布在纳米量级，具有许多独特的性质和较强的应用性。

超顺磁性材料具有高磁导率，低剩磁，低矫顽力，在巨磁电阻，磁性液体和磁记录、软磁、永磁、磁制冷、巨磁阻抗材料以及磁光器件、磁探测器等方面具有广阔的应用前景。此外在生物医学领域，磁性纳米粒子通过表面包裹生物高分子、在固定化酶、靶向药物、细胞分离、免疫分析等方面都有应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种超顺磁性多孔碳吸附材料的合成方法，该方法步骤非常简单，易操作，利于工业化生产，而且实现了废物的循环再利用，有利于环境保护，所得超顺磁性多孔碳吸附材料具有大量纳米孔道，孔道不规则，金属铁负载分布相对均匀，在充电放电的实验中表现出良好的储氢性能，可作为很好的电极材料，在染料的吸附实验中表现出良好的吸附性能，而且磁滞回线表明是一种很好的超顺磁性材料。

本发明的目的是这样实现的：

一种超顺磁性多孔碳吸附材料的合成方法，该方法是将滤纸、报纸、玉米杆等废弃物置于特制的无机盐溶液中，充分浸润并烘干后，在管式炉氮气氛围中高温焙烧，即得到所述材料，具体步骤如下：

a、制备无机盐溶液：将铁源∶溶剂按质量比为1.0～4.0∶4.0～1.0的比例混合后充分搅拌，使铁源完全溶解。

b、将滤纸、报纸或玉米杆废弃物放入上述溶液中，使其充分浸润，然后放入烘箱中80℃烘干，待溶剂全部挥发后放入石英管中，在管式炉中通氮气600-900℃焙烧6小时，即得超顺磁性多孔碳吸附材料；

其中：所述铁源为FeCl₃·9H₂O；所述溶剂为无水乙醇。

本发明所得材料具有丰富的纳米孔道，但孔道大小不一，有序性不高且金属铁掺杂于其中。

本发明的优点是：

(1)、合成步骤非常简单，易操作，重复结果好，利于工业化生产。

(2)、实现了废旧报纸、滤纸和玉米杆等的循环再利用，有利于环境保护。

(3)、所得磁性吸附材料中金属铁负载分布相对均匀，而且是很好的超顺磁性材料。利用它的磁性，可以容易实现催化实验和吸附实验中催化剂和吸附剂与反应物的分离。

附图说明

图1为本发明实施例1所得材料的大角度粉末衍射图

图2为本发明实施例1所得材料的磁滞回线图

图3为本发明实施例1所得材料的透射电镜图

具体实施方式

实施例1

将干燥的废弃滤纸4g放入由4gFeCl₃·9H₂O和16g无水乙醇形成的溶液中，待滤纸完全浸润后，取出置于80℃烘箱中，乙醇挥发完全后将滤纸放入石英管中，在管式炉氮气氛围中600℃焙烧6小时，即得超顺磁性多孔碳吸附材料。其大角度粉末衍射图参阅图1；磁滞回线图参阅图2；透射电镜图参阅图3。

实施例2

将干燥的废弃滤纸4g放入由10gFeCl₃·9H₂O和16g无水乙醇形成的溶液中，待滤纸完全浸润后，取出置于80℃烘箱中，乙醇挥发完全后将滤纸放入石英管中，在管式炉氮气氛围中700℃焙烧6小时，即得超顺磁性多孔碳吸附材料。

实施例3

将干燥的废弃滤纸4g放入由40gFeCl₃·9H₂O和16g无水乙醇形成的溶液中，待滤纸完全浸润后，取出置于80℃烘箱中，乙醇挥发完全后将滤纸放入石英管中，在管式炉氮气氛围中800℃焙烧6小时，即得超顺磁性多孔碳吸附材料。

实施例4

将干燥的废弃滤纸4g放入由64gFeCl₃·9H₂O和16g无水乙醇形成的溶液中，待滤纸完全浸润后，取出置于80℃烘箱中，乙醇挥发完全后将滤纸放入石英管中，在管式炉氮气氛围中900℃焙烧6小时，即得超顺磁性多孔碳吸附材料。

实施例5

将干燥的废弃报纸4g放入由4gFeCl₃·9H₂O和16g无水乙醇形成的溶液中，待报纸完全浸润后，取出置于80℃烘箱中，乙醇挥发完全后将报纸放入石英管中，在管式炉氮气氛围中900℃焙烧6小时，即得超顺磁性多孔碳吸附材料。

实施例6

将干燥的废弃报纸4g放入由10gFeCl₃·9H₂O和16g无水乙醇形成的溶液中，待报纸完全浸润后，取出置于80℃烘箱中，乙醇挥发完全后将报纸放入石英管中，在管式炉氮气氛围中800℃焙烧6小时，即得超顺磁性多孔碳吸附材料。

实施例7

将干燥的废弃报纸4g放入由40gFeCl₃·9H₂O和16g无水乙醇形成的溶液中，待报纸完全浸润后，取出置于80℃烘箱中，乙醇挥发完全后将报纸放入石英管中，在管式炉氮气氛围中700℃焙烧6小时，即得超顺磁性多孔碳吸附材料。

实施例8

将干燥的废弃报纸4g放入由64gFeCl₃·9H₂O和16g无水乙醇形成的溶液中，待报纸完全浸润后，取出置于80℃烘箱中，乙醇挥发完全后将报纸放入石英管中，在管式炉氮气氛围中600℃焙烧6小时，即得超顺磁性多孔碳吸附材料。

实施例9

将干燥的玉米杆4g放入由64gFeCl₃·9H₂O和16g无水乙醇形成的溶液中，待玉米杆完全浸润后，取出置于80℃烘箱中，乙醇挥发完全后将玉米杆放入石英管中，在管式炉氮气氛围中700℃焙烧6小时，即得超顺磁性多孔碳吸附材料。

实施例10

将干燥的玉米杆4g放入由4gFeCl₃·9H₂O和16g无水乙醇形成的溶液中，待玉米杆完全浸润后，取出置于80℃烘箱中，乙醇挥发完全后将玉米杆放入石英管中，在管式炉氮气氛围中900℃焙烧6小时，即得超顺磁性多孔碳吸附材料。

实施例11

将干燥的玉米杆4g放入由40gFeCl₃·9H₂O和16g无水乙醇形成的溶液中，待玉米杆完全浸润后，取出置于80℃烘箱中，乙醇挥发完全后将玉米杆放入石英管中，在管式炉氮气氛围中600℃焙烧6小时，即得超顺磁性多孔碳吸附材料。

实施例12

将干燥的玉米杆4g放入由10gFeCl₃·9H₂O和16g无水乙醇形成的溶液中，待玉米杆完全浸润后，取出置于80℃烘箱中，乙醇挥发完全后将玉米杆放入石英管中，在管式炉氮气氛围中800℃焙烧6小时，即得超顺磁性多孔碳吸附材料。