一种磁性多孔复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种磁性多孔复合材料及其制备方法，由多孔硫酸钙为基体和磁性氧化铁组分，氧化铁以纳米微粒的形式与硫酸钙紧密结合。磁性多孔复合材料的制备方法，按以下步骤制备：（１）将聚乙烯醇和聚乙二醇混合在沸水浴溶胀，再加入由淀粉、碳酸钙和铁盐或含铁化合物组成的均匀混合物，用剧烈搅拌的方法机械起泡；（２）再加入甲醛和硫酸通过缩醛化反应固定高分子骨架，最后将制备的聚乙烯醇泡在空气气氛中５００℃温度下热处理３小时，然后以３００ｒ／ｍｉｎ的转速球磨４小时，最终得到磁性多孔硫酸钙／氧化铁复合材料。制备本发明专利技术成本低廉、制备程序简单，易于实现批量生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多孔复合材料及其制备方法，具体是一种具有磁性的多孔复合材料及其制备方法。
技术介绍
近年来，磁性载体材料因为可以方便的通过外加磁场加以回收和再利用，越来 越多的受到人们的重视。将磁性载体材料的表面进行化学修饰，然后将各种催化剂，酶 或药物固定化在其上，可以利用外加磁场回收从而达到多次循环使用的目的；或者，将 磁性材料制成多孔状，通过物理吸附的方法固定化各种催化剂、酶或药物。文献(ZhuY F， Stefan K， ShiJL， et al.Chem Mater， 2007， 19 : 6408 6413.)在多孔二氧化硅微粒中 沉积硝酸铁，然后在氢气气氛中40(TC温度下还原制得可循环使用的磁性多孔二氧化硅复 合微粒，而且分别通过化学交联和物理吸附两种方法固定化漆酶，均达到理想的效果。 但是，文献中的制备过程涉及两步热处理过程， 一步就是多孔二氧化硅的合成， 一步就 是硝酸铁的分解，而且在第二次的热处理过程中还增加了氢气气氛，这些过程使得该材 料的制备过程过于复杂，可能会严重阻碍其在工业生产中的应用。文献(QiuHJ， XuC X， Huang XR， et al.J Phys Chem C 2008， 112: 14781 14785.)用脱合金成分腐蚀法除去 Au/Ag合金中的Ag，制得具有纳米孔道的金微粒，然后分别通过物理吸附、静电吸引和 化学交联等方法固定化漆酶，结果表明物理吸附法固定化漆酶的负载量最大。合成该材 料的方法所涉及到的原料非常的昂贵，这也就使得材料的应用范围受到很大的限制。
技术实现思路
本专利技术针对现有磁性多孔材料的不足，提供了一种成本低廉、制备程序简单的 磁性多孔硫酸钙/氧化铁复合材料及其制备方法。 本专利技术是通过以下技术方案实现的 —种磁性多孔复合材料，由多孔硫酸钙为基体和磁性氧化铁组分；硫酸钙与氧 化铁之间的质量比为1 : 0.07 9。 —种磁性多孔复合材料，所述氧化铁以纳米微粒的形式与硫酸钙紧密结合。 磁性多孔复合材料的制备方法，按以下步骤制备(l)将聚乙烯醇和聚乙二醇按重量比12 : 0.5 3的混合在沸水浴溶胀，再按重量比4 : i : 6加入由淀粉、碳酸钙和铁盐或含铁化合物组成的均匀混合物，经搅拌均匀以后，通过剧烈搅拌的方法机械起泡； (2)再按体积比1 : l加入甲醛或戊二醛和硫酸通过縮醛化反应固定高分子骨 架，最后将制备的聚乙烯醇泡在空气气氛中400 70(TC温度下热处理1 7小时，然后 以200 600r/min的转速球磨2 6小时，最终得到磁性多孔硫酸f丐/氧化铁复合材料。 磁性多孔复合材料的制备方法，所述的聚乙烯醇为PVA1788或PVA2488。 磁性多孔复合材料的制备方法，所述的聚乙二醇为PEG6000 PEG20000。 磁性多孔复合材料的制备方法，所述的铁盐为二茂铁或硝酸铁或醋酸铁等。 磁性多孔复合材料的制备方法，所述的縮醛化反应中加入的为甲醛或戊二醛。 磁性多孔复合材料的制备方法，所述的聚乙烯醇为PVA1788。 磁性多孔复合材料的制备方法，所述的聚乙二醇为PEG6000。 本专利技术磁性多孔硫酸钙/氧化铁复合材料，由于原位生成磁性氧化铁的存在，使 得材料具有磁性，能够在外加磁场下实现简单方便的分离，达到多次循环使用的目的， 大大提高了材料的使用效率。同时，多孔状的形貌还大大增加了材料的比表面积，提高 了材料在实际应用中的效能。与用同样的方法制备的纯硫酸钙多孔材料相比，在制备 过程中掺入与聚乙烯醇质量比为1:l量的二茂铁后制得的磁性多孔硫酸钙/氧化铁复 合材料的比表面积和孔体积均有明显提高，分别由4.5190mVg增加到31.9179m2/g，和由 0.010822cm3/g增加到0.109567cm3/g。本专利技术所涉及到的用于制备磁性多孔硫酸f丐/氧化 铁复合材料的主要原料聚乙烯醇是由安徽皖维集团有限公司生产，碳酸钙是由江西华明 纳米碳酸钙有限公司生产，淀粉、二茂铁、硝酸铁等都是普通的化学试剂和工业原料， 它们不仅价格便宜，而且运输方便，这些都使得制备磁性多孔硫酸钙/氧化铁复合材料 的成本大大降低。本专利技术所涉及到磁性多孔硫酸钙/氧化铁复合材料的制备过程中，只 有掺铁盐的聚乙烯醇泡退火过程需要空气炉用于高温加热处理，其他过程都是室温下进 行，对设备和环境的要求不高，整体操作简单易行。该过程可广泛用于大规模的工业化 生产。此外，本专利技术所涉及的磁性多孔硫酸钙/氧化铁复合材料在废水处理、酶固定化和 靶向载药等领域也存在着巨大的潜在用途。附图说明 图1为本专利技术制备的磁性多孔硫酸钙/氧化铁复合材料的扫描电镜图。 图2为本专利技术制备的磁性多孔硫酸钙/氧化铁复合材料的低温N2吸附-脱附曲线。具体实施例 实施例l 材料主要是以多孔状的硫酸钙为基体，氧化铁以纳米微粒的形式与硫酸钙紧密 结合。复合材料颗粒的大小在0.1 5 ii m左右，孔径分布为10 200nm，比表面积在 10 300m2/g之间。 其制备方法按以下步骤制备 ①聚乙烯醇泡的制备将6.0g的聚乙烯醇1788和0.5g的聚乙二醇6000 —起混 合，然后加入35mL水并在沸水浴中溶胀，再加入由4.0g淀粉、l.Og碳酸钙和6.0g 二茂 铁组成的混合物，搅拌均匀后机械起泡20min以上，最后依次加入4.0mL甲醛和4.0mL的 硫酸待泡体縮醛化成形以后烘干。 ②磁性多孔硫酸钙/氧化铁复合材料的制备将上述的聚乙烯醇泡在空气气氛 中45(TC温度下热处理6小时，磨碎后用球磨机以300r/min转速球磨5小时后取出分离干 燥，最后得到磁性多孔硫酸钙/氧化铁复合材料。 实施例2 同实施例l的步骤，加入由4.0g淀粉、1.0g碳酸钙和6.0g硝酸铁组成的混合物。最终热处理的温度为60(TC。 实施例5 同实施例1的步骤， 实施例3 同实施例1的步骤， 实施例4 同实施例1的步骤，聚乙烯醇选用PVA2488。 聚乙二醇选用PEG20000。 选用戊二醛进行缩醛化。权利要求一种磁性多孔复合材料，其特征在于由多孔硫酸钙为基体和磁性氧化铁组分；硫酸钙与氧化铁之间的质量比为1∶0.07～9。2. 根据权利要求1所述一种磁性多孔复合材料，其特征在于所述氧化铁以纳米微粒的 形式与硫酸钙紧密结合。3. 如权利要求1所述磁性多孔复合材料的制备方法，其特征在于按以下步骤制备 (l)将聚乙烯醇和聚乙二醇按重量比12 : 0.5 3的混合并在沸水浴溶胀，再按重量比 4:i: 6加入由淀粉、碳酸钙和铁盐或含铁化合物组成的均匀混合物，经搅拌均匀以后，通过剧烈搅拌的方法机械起泡；(2)再按体积比i : i加入甲醛或戊二醛和硫酸通过縮醛化反应固定高分子骨架，最后将制备的聚乙烯醇泡在空气气氛中400 70(TC温度下热处理1 7小时，然后以200 600r/min转速球磨2 6小时，最终得到磁性多孔硫酸*丐/氧化铁复合材料。4. 根据权利要求3所述的磁性多孔复合材料的制备方法，其特征在于所述的聚乙烯醇 为PVA1788或PVA2488。5. 根据权利要求3所述的磁性多孔复合材料的制备方法，其特征在于所述的聚乙二醇 为PEG6000 PEG20000。6. 根据权利要求3所述的磁性多孔复合材料的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性多孔复合材料，其特征在于由多孔硫酸钙为基体和磁性氧化铁组分；硫酸钙与氧化铁之间的质量比为１∶０．０７～９。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毕红，张红，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：34[]