一种有序介孔碳包埋纳米零价铁材料及其制备方法和应用与流程

技术特征：
1.一种有序介孔碳包埋纳米零价铁材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)将两亲性嵌段聚合物溶解于乙醇中得到澄清透明的溶液a；(2)将可溶性铁盐、柠檬酸钠、离子液体溶解在可溶性酚醛树脂溶液中形成溶液b；(3)将溶液b转移至搅拌的溶液a中，加入正硅酸四乙酯，持续搅拌，室温下蒸发乙醇，在加热下进行聚合，得到聚合物膜；(4)将聚合物膜在氮气氛围下加热碳化；自然冷却后，将得到的黑色固体浸泡在氢氧化钠水溶液中以除去二氧化硅，洗涤、干燥处理，得到所述有序介孔碳包埋纳米零价铁材料。2.如权利要求1所述的有序介孔碳包埋纳米零价铁材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中两亲性嵌段聚合物和乙醇的质量比为(1:5)～(1:10)；所述两亲性嵌段聚合物为嵌段式聚醚pluronic f127。3.如权利要求1所述的有序介孔碳包埋纳米零价铁材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中可溶性铁盐、柠檬酸钠、离子液体、可溶性酚醛树脂的质量比为1：(0.04～0.1)：(0.1～0.3)：(5～10)；所述的可溶性铁盐为九水合硝酸铁、六水合氯化铁中的一种；所述的离子液体为1
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乙基
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甲基咪唑氯盐、1
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烯丙基
‑3‑
甲基咪唑氯盐、1
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丁基
‑3‑
甲基咪唑氯盐中的一种。4.如权利要求1所述的有序介孔碳包埋纳米零价铁材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的搅拌速率各自独立地为300～400r/min；溶液a、溶液b、正硅酸四乙酯的质量比为1：(0.5～1)：(0.15～0.3)；加入正硅酸四乙酯后继续搅拌时间为1～3h；所述的聚合时间为12～36h；聚合的温度为80～120℃。5.如权利要求1所述的有序介孔碳包埋纳米零价铁材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中的加热碳化采用分段碳化，具体为：在氮气氛围下，从室温升温到300～400℃，保温时间1～3h，升温速率为1.5～3℃/min；随后升温至800～1000℃，保温时间为2～5h，升温速率为3～5℃/min。6.一种有序介孔碳包埋纳米零价铁材料，其特征在于，采用权利要求1～5任一项所述的制备方法制备得到。7.如权利要求6所述的有序介孔碳包埋纳米零价铁材料在去除水体中cr
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的应用，具体步骤如下：s1配制cr
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标准溶液，用分光光度法测试吸光度，建立标准曲线；s2将权利要求1～5任一项中所述的有序介孔碳包埋零价铁材料加入到含有cr
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的水体中，震荡；取上清液过微孔滤膜，测试吸光度，计算cr
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去除率；s3收集负载有cr
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的有序介孔碳包埋零价铁材料放入酸溶液中浸泡，分离、洗涤、干燥；将干燥后的物质置于nabh4水溶液中，震荡、分离、洗涤、干燥，完成有序介孔碳包埋零价铁材料的再生。8.如权利要求7所述的有序介孔碳包埋纳米零价铁材料在去除水体中cr
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的应用，其特征在于：所述步骤s1中cr
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标准溶液由k2cro4或na2cro4溶于水配制。9.如权利要求7所述的有序介孔碳包埋纳米零价铁材料在去除水体中cr
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的应用，其特征在于：所述步骤s2中所述的有序介孔碳包埋零价铁材料质量与含有cr
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的水体的体积比为1：(0.2～0.5)mg/ml；所述含有cr
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的水体中cr
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的初始浓度为20～250mg/l；震荡速度100～200r/min，震荡时间为0.5～3h；所述微孔滤膜为孔径0.45μm的滤膜。
10.如权利要求7所述的有序介孔碳包埋纳米零价铁材料在去除水体中cr
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的应用，其特征在于：所述步骤s3中所述的酸溶液为盐酸或硝酸水溶液中的一种，浓度为0.1～0.5mol/l，浸泡时间为2～3h；所述的nabh4水溶液浓度为0.1～0.5mol/l；所述震荡速度100～200r/min，震荡时间为8～16h；收集、分离方式采用磁铁磁吸分离；所述干燥为在60～80℃恒温烘箱烘5～10h。

技术总结
本发明公开了一种有序介孔碳包埋纳米零价铁材料及其制备方法和应用。本发明以可溶性酚醛树脂为碳源，嵌段式聚醚Pluronic F127作为软模板，加入可溶性铁盐、柠檬酸钠、离子液体、正硅酸四乙酯，进行自组装反应获得聚合物膜，在高温碳化下原位还原铁物种制备了有序介孔碳包埋纳米零价铁材料。本发明制备条件简单、易于操作，零价铁纳米粒子部分镶嵌在介孔骨架中，部分暴露于介孔孔道，具有极高的稳定性和催化活性，也有效的防止了铁纳米粒子的团聚。本发明产品对水体中Cr


技术研发人员：郑锦彪 赵之骏 周新光 宋国新 王升
受保护的技术使用者：武汉谱信环保科技有限公司
技术研发日：2021.08.04
技术公布日：2021/10/23