包含氧化铁纳米粒子的介孔碳的制备方法技术

本发明专利技术涉及包含氧化铁纳米粒子的介孔碳的制备方法，本发明专利技术的包含氧化铁纳米粒子的介孔碳的制备方法包括以下步骤：步骤1)，使氧化铁纳米粒子在介孔碳的表面分散并饱和；步骤2)，煅烧上述介孔碳。根据本发明专利技术制备的包含氧化铁纳米粒子的介孔碳在吸附有机物的方面具有卓越的效果，并且由于缩短反应时间，还具有能够确保经济性与方便性的优点。因此，本发明专利技术的包含氧化铁纳米粒子的介孔碳适用于水处理用吸附剂，能够将污染物处理效率极大化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种包含氧化铁纳米粒子的介孔碳的制备方法，更详细地，涉及一种在介孔碳载体(support)的表面附着有氧化铁纳米粒子的介孔碳的制备方法。
技术介绍
在水处理工序中，有效去除大分子量有机污染物是一种必须性技术。在以往的水处理工序中，一直以来都是使用活性炭去除上述有机污染物的。但上述活性炭难以长期使用，也难以吸附各种大小的有机物。并且在处理后还需将其烧掉，因此会出现二次污染问题，不仅如此，如果排到自然生态环境中，还会成为另一种污染源。与此同时，现有活性炭技术很难有效去除大分子量有机污染物，在进行之后的工序即膜工序时会引起膜阻塞(fouling)现象。为了克服这些问题，介孔碳受到了瞩目，也曾有报告指出了适合水处理的对象污染专用介孔碳的合成及表面改性，利用其去除污染物的技术(Hartmann et al.，2005；Donati et al.，2004；Nakamura et al.，2006；Han et al.，2003)。另一方面，氧化铁在地球上非常丰富，也具有稳定的形态，因此常用于催化剂等诸多领域(Beltran et al.，2005；Waychunas et al.，2005)，且氧化铁被认为具有吸附腐植酸等有机物的能力(Sander et al.，2004)。但是，粉末状的氧化铁纳米粒子因分类和回收方面的困难而在使用上受到限制。为了克服此类局限性，通过含浸法(wet impregnation)，将氧化铁粒子固定在活性炭、氧化铝、二氧化硅等固体载体上。但是，如果将纳米粒子附着于载体的表面，会造成纳米粒子堵塞载体的气孔的现象，从而降低载体的物理表面特性。这会降低附着能力、催化能力等功能，成为限制有效使用的因素。因此，本专利技术所属
当前需要进行有效去除有机污染物的技术相关研究。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的在于提供一种可用作能够有效去除有机污染物的吸附剂等的附着有氧化铁纳米粒子的介孔碳(mesoporous carbon，MC-Fe)的制备方法。解决问题的手段由此，本专利技术提供一种包含氧化铁纳米粒子的介孔碳的制备方法。其特征在于，包括以下步骤：步骤1)，使氧化铁纳米粒子在介孔碳的表面分散并饱和；步骤2)，煅烧上述介孔碳。并且，本专利技术提供一种根据上述包含氧化铁纳米粒子的介孔碳的制备方法制备的包含氧化铁纳米粒子的介孔碳。并且，本专利技术提供包含上述包含氧化铁纳米粒子的介孔碳的吸附剂。专利技术的效果根据本专利技术制备的包含氧化铁纳米粒子的介孔碳在吸附有机物方面具有卓越的效果，并且由于缩短反应时间，还具有能够确保经济性与方便性的优点。因此，本专利技术的包含氧化铁纳米粒子的介孔碳适用于水处理用吸附剂，能够将污染物处理效率极大化。附图说明图1是表示作为本专利技术的一个具体例的、介孔碳及附着有氧化铁纳米粒子的介孔碳的氮等温吸附-脱落的曲线图的图。图2是表示作为本专利技术的一个具体例的、拍摄介孔碳及附着有氧化铁纳米粒子的介孔碳的表面形态的扫描电子显微镜照片的图。图3是表示作为本专利技术的一个具体例的、介孔碳及附着有氧化铁纳米粒子的介孔碳的高分辨率透射电子显微镜照片的图。图4是表示作为本专利技术的一个具体例的、介孔碳及附着有氧化铁纳米粒子的介孔碳的X射线图谱的图。图5是表示作为本专利技术的一个具体例的、在分别存在介孔碳、附着有氧化铁纳米粒子的介孔碳及颗粒活性炭时在pH7条件下利用相对于反应时间的函数表示天然有机物吸附去除率的图。具体实施方式以下，将对本专利技术进行详细说明。本专利技术的包含氧化铁纳米粒子的介孔碳制备方法的一个具体例包括以下步骤：步骤1)，使氧化铁纳米粒子在介孔碳的表面分散并饱和；步骤2)，煅烧上述介孔碳。在本专利技术的包含氧化铁纳米粒子的介孔碳的制备方法中，上述步骤1)的氧化铁纳米粒子包含选自由Fe2O3及Fe3O4构成的组中的一种以上。在本专利技术的包含氧化铁纳米粒子的介孔碳的制备方法中，上述步骤1)可通过浸渍法(dipping method)执行。上述浸渍法作为一种分离进行纳米粒子的合成和附着的方法，是指在将纳米粒子合成后在载体表面附着所分散的纳米粒子来合成附着有纳米粒子的载体的方法。本专利技术的包含氧化铁纳米粒子的介孔碳的制备方法通过利用浸渍法来附着介孔碳的表面的氧化铁纳米粒子，能够减少以往的表面堵塞现象。上述步骤1)的分散及饱和是指，在分散有氧化铁纳米粒子溶液中充分浸渍介孔碳，其特征在于，在分散有纳米大小的氧化铁的溶液中浸渍上述介孔碳。在本专利技术的包含氧化铁纳米粒子的介孔碳的制备方法中，上述步骤2)在氮条件下于800℃～1000℃的温度下执行。上述步骤2)中的煅烧(calcination)是指，用将由上述氧化铁纳米粒子饱和的介孔碳加热到高温后重新冷却。具体而言，在上述步骤2)中，可利用在氮(N2)条件下加热到900℃后冷却的方法。通过上述煅烧，氧化铁纳米粒子固定在介孔碳的表面。并且，本专利技术提供根据上述包含氧化铁纳米粒子的介孔碳的制备方法制备的包含氧化铁纳米粒子的介孔碳。本专利技术的包含氧化铁纳米粒子的介孔碳由于对有机物具有超强的吸附能力，因此有利于饮用水及废水处理的同时，由于氧化铁也能够适用于催化剂氧化工序，从而有效使用于多种用途。根据本专利技术的包含氧化铁纳米粒子的介孔碳，其特征在于，上述氧化铁纳米粒子具有5nm～50nm的均匀的纳米大小。以往通过在金属离子溶液中浸渍载体的方法生成的纳米大小的氧化铁、二氧化钛等金属氧化物的粒子大小都不恒定，在煅烧时形成各种大小的不规则形状的粒子。但是，本专利技术的包含氧化铁纳米粒子的介孔碳是通过浸渍法制备而成的，从而可在介孔碳的表面附着均匀的纳米大小的氧化铁纳米粒子。并且，本专利技术提供包含上述包含氧化铁纳米粒子的介孔碳的吸附剂。本专利技术的包含氧化铁纳米粒子的介孔碳在吸附有机物的方面具有卓越的效果，并且由于缩短反应时间，还具有能够确保经济性与方便性的优点。因此，利用本专利技术附着有氧化铁纳米粒子的介孔碳的卓越的性能，能够将污染物处理效率极大化。以下，公开优选实施例，以帮助理解本专利技术。但，以下实施例仅仅是为了让本专利技术更容易理解而提供的，本专利技术的内容并不限定于实施例。实施例实施例1：附着有氧化铁纳米粒子的介孔碳的制备使用正硅酸乙酯(TEOS，tetraethyl orthosilicate)作为二氧化硅模板物质，并通过硬模板(hard-template本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.25 KR 10-2010-00822311.一种包含氧化铁纳米粒子的介孔碳的制备方法，其特征在于，包括以下
步骤：
步骤1)，使氧化铁纳米粒子在介孔碳的表面分散并饱和；
步骤2)，煅烧上述介孔碳。
2.根据权利要求1所述的包含氧化铁纳米粒子的介孔碳的制备方法，其特
征在于，上述步骤1)的氧化铁纳米粒子包含选自由Fe2O3及Fe3O4构成的组中
的一种以上。
3.根据权利要求1所述的包含氧化铁纳米粒子的介孔碳的制备方法，其特
征在于，上述步骤1)通过浸渍法执行。
4.根据权利要求3所述的包含氧化铁纳米粒子的介孔碳的制备方法，其特
征在于，上...

【专利技术属性】
技术研发人员：金要韩，崔喜喆，朴浩植，
申请(专利权)人：光州科学技术院，
类型：
国别省市：