本發(fā)明涉及功能材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種納米復(fù)合材料及其制備方法和在水處理中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

石墨烯是由單層碳原子堆積成的具有二維蜂窩狀晶體結(jié)構(gòu)的一種碳質(zhì)新材料，具有比表面積高、機(jī)械強(qiáng)度高、導(dǎo)電性好、導(dǎo)熱性好、室溫量子霍爾效應(yīng)、易于修飾等優(yōu)異性能?；谑┮陨细鞣N優(yōu)異性能，石墨烯在高靈敏度傳感器、超級(jí)電容器、存儲(chǔ)單元、蓄電池、機(jī)電諧振器及太陽能電池等多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

水是生命之源，隨著工業(yè)社會(huì)的發(fā)展，越來越多的污染物未經(jīng)處理而被直接排放進(jìn)入地下水系統(tǒng)。傳統(tǒng)的水處理方法包括淡化、過濾、反滲透、消毒殺菌和化學(xué)沉降等，吸附方法因操作簡(jiǎn)便、處理效果好、無副產(chǎn)物及費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于水污染治理中。石墨烯及其衍生物(如氧化石墨烯、羥基化石墨烯和羧基化石墨烯)巨大的比表面積使它成為優(yōu)質(zhì)的水處理吸附劑。

目前，石墨烯及其衍生物作為水處理吸附劑主要用于吸附兩類污染物：有機(jī)物和無機(jī)陰離子。水中的大分子有機(jī)污染物易與石墨烯及其衍生物表面的基團(tuán)發(fā)生相互作用，形成穩(wěn)定的復(fù)合物，石墨烯及其衍生物對(duì)其的吸附能力較高，如：Liu T H.etal.Colloid Surface B,2012,90:197-203中公開了不同pH值、接觸時(shí)間和濃度下的石墨烯對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附；也有學(xué)者采用環(huán)境友善的功能化石墨烯衍生物處理水中的無機(jī)污染物，如：Li Y H,etal.Colloid Interface Sei.,2011,363:348-354中公開了功能化石墨烯在不同pH值、溫度和反應(yīng)時(shí)間下對(duì)氟化物的吸附性能。

但是，石墨烯及其衍生物本身的不易分離的性質(zhì)限制了其在水處理中的應(yīng)用；并且，污水中存在的重金屬離子，如鉛、銅、鋅和銀等，其攝入也會(huì)嚴(yán)重危害人類健康。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種納米復(fù)合材料及其制備方法和在水處理中的應(yīng)用。本發(fā)明提供的納米復(fù)合材料易于分離，且能夠高效去除水中鉛、銅、鋅和銀離子。

本發(fā)明提供了一種納米復(fù)合材料，包括基體和負(fù)載于所述基體表面的納米粒子，所述基體包括石墨烯和石墨烯衍生物中的一種或多種，所述納米粒子包括Fe₃O₄和Mg(OH)₂。

優(yōu)選的，所述納米粒子的負(fù)載量為納米復(fù)合材料質(zhì)量的90～99％。

優(yōu)選的，所述納米粒子的粒徑為3～100nm。

優(yōu)選的，所述Fe₃O₄和Mg(OH)₂的摩爾比為0.1～10:1。

優(yōu)選的，所述基體的厚度為1～10nm。

本發(fā)明提供了一種上述技術(shù)方案所述納米復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將基體材料與水溶性二價(jià)鐵鹽、水溶性三價(jià)鐵鹽、水溶性鎂鹽和水混合，得到混合溶液；

(2)向所述步驟(1)得到的混合溶液中滴加堿液，沉淀反應(yīng)得到納米復(fù)合材料。

優(yōu)選的，所述步驟(1)的混合溶液中Fe²⁺和Fe³⁺的摩爾比為1:2。

優(yōu)選的，所述步驟(2)中沉淀反應(yīng)的溫度為50～100℃，沉淀反應(yīng)的時(shí)間為2～24h。

優(yōu)選的，所述步驟(2)中的堿液為無機(jī)堿的水溶液。

本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述納米復(fù)合材料或按照上述技術(shù)方案所述制備方法制備的納米復(fù)合材料在水處理中的應(yīng)用。

本發(fā)明提供的納米復(fù)合材料包括基體和負(fù)載于所述基體表面的納米粒子，所述基體包括石墨烯和石墨烯衍生物中的一種或多種，所述納米粒子包括Fe₃O₄和Mg(OH)₂。本發(fā)明以石墨烯和/或石墨烯衍生物為基體，通過負(fù)載的Fe₃O₄磁性納米粒子使納米復(fù)合材料具有磁性，易于分離，同時(shí)增大納米復(fù)合材料的飽和吸附容量；通過負(fù)載Mg(OH)₂納米粒子高效吸附重金屬離子。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明提供的納米復(fù)合材料對(duì)于初始濃度為50ppm的Pb²⁺，Cu²⁺，Ag⁺及Zn²⁺在90min內(nèi)的去除率可分別達(dá)到99.9％，99.9％，88％和85％，飽和吸附容量可分別達(dá)到619，441，144和121mg/g。

本發(fā)明還提供了上述納米復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明提供的制備方法簡(jiǎn)單快速，且可操作性強(qiáng)，適用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中的氧化石墨烯的TEM照片；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制備得到的納米復(fù)合材料的TEM照片；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例3中石墨烯的SEM照片；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例3制備得到的納米復(fù)合材料的SEM照片；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例6制備得到的納米復(fù)合材料在外加磁場(chǎng)作用下的脫除效果照片。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種納米復(fù)合材料，包括基體和負(fù)載于所述基體表面的納米粒子，所述基體包括石墨烯和石墨烯衍生物中的一種或多種，所述納米粒子包括Fe₃O₄和Mg(OH)₂。

本發(fā)明提供的納米復(fù)合材料包括基體，所述基體包括石墨烯和石墨烯衍生物中的一種或多種。在本發(fā)明中，所述石墨烯衍生物優(yōu)選包括氧化石墨烯、羥基化石墨烯和羧基化石墨烯中的一種或多種。在本發(fā)明中，所述基體的厚度優(yōu)選為1～10nm，更優(yōu)選為3～8nm，最優(yōu)選為5～6nm。在本發(fā)明中，所述基體具有極大的比表面積，石墨烯及石墨烯衍生物表面富含大量的羥基、羧基以及碳碳之間的π-π鍵，這些官能基團(tuán)對(duì)處于溶液中的金屬離子(Fe²⁺，F(xiàn)e³⁺，Mg²⁺)有較強(qiáng)的吸引作用，可以作為納米粒子的理想著位點(diǎn)。

本發(fā)明對(duì)所述石墨烯和石墨烯衍生物的來源沒有特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的市售產(chǎn)品或采用常規(guī)制備方法制備得到即可。

本發(fā)明提供的納米復(fù)合材料還包括負(fù)載于所述基體表面的納米粒子，所述納米粒子包括Fe₃O₄和Mg(OH)₂。在本發(fā)明中，所述Fe₃O₄和Mg(OH)₂優(yōu)選通過Fe-O-Mg金屬鍵復(fù)合。在本發(fā)明中，所述納米粒子的負(fù)載量?jī)?yōu)選為納米復(fù)合材料質(zhì)量的90～99％，更優(yōu)選為92～96％。在本發(fā)明中，所述納米粒子的粒徑優(yōu)選為3～100nm，更優(yōu)選為10～80nm，最優(yōu)選為30～50nm。

本發(fā)明對(duì)所述納米粒子的形貌及分布方式?jīng)]有特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的納米顆粒形貌及分布的方式即可。在本發(fā)明中，所述納米粒子優(yōu)選為無規(guī)則形狀。在本發(fā)明中，所述納米粒子優(yōu)選平鋪于基體表面。

在本發(fā)明中，所述Fe₃O₄和Mg(OH)₂的摩爾比優(yōu)選為0.1～10:1，更優(yōu)選為0.2～5:1，最優(yōu)選為0.5～2:1。在本發(fā)明中，所述Fe₃O₄納米粒子使所述的納米復(fù)合材料具有磁性，易于分離，同時(shí)增大納米復(fù)合材料的飽和吸附容量，所述Mg(OH)₂納米粒子可以與水中的重金屬離子發(fā)生螯合等物理化學(xué)吸附作用，高效吸附重金屬離子。在本發(fā)明中，所述Fe₃O₄和Mg(OH)₂優(yōu)選通過Fe-O-Mg金屬鍵復(fù)合，所述Fe-O-Mg金屬鍵使納米復(fù)合材料對(duì)于重金屬離子具有較高的吸附能力。

在本發(fā)明中，所述納米復(fù)合材料的比表面積優(yōu)選為100m²/g以上，更優(yōu)選為120～200m²/g。在本發(fā)明中，所述納米粒子通過負(fù)載于基體表面，避免了相互聚集從而使其比表面積下降而導(dǎo)致的吸附效率降低。

本發(fā)明還提供了一種上述技術(shù)方案所述納米復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將基體材料與水溶性二價(jià)鐵鹽、水溶性三價(jià)鐵鹽、水溶性鎂鹽和水混合，得到混合溶液；

(2)向所述步驟(1)得到的混合溶液中滴加堿液，沉淀反應(yīng)得到納米復(fù)合材料。

本發(fā)明將基體材料與水溶性二價(jià)鐵鹽、水溶性三價(jià)鐵鹽、水溶性鎂鹽和水混合，得到混合溶液。在本發(fā)明中，所述混合溶液中基體材料的質(zhì)量濃度優(yōu)選為0.1～5％，更優(yōu)選為0.5～4％，最優(yōu)選為1～3％。在本發(fā)明中，所述混合溶液中Fe²⁺與Fe³⁺的總濃度優(yōu)選為0.05～5mol/L，更優(yōu)選為0.1～4mol/L，最優(yōu)選為1～3mol/L。在本發(fā)明中，所述Fe²⁺與Fe³⁺的摩爾比優(yōu)選為1:2。在本發(fā)明中，所述混合溶液中Mg²⁺的濃度優(yōu)選為0.05～5mol/L，更優(yōu)選為0.1～4mol/L，最優(yōu)選為1～3mol/L。

本發(fā)明對(duì)所述水溶性二價(jià)鐵鹽、水溶性三價(jià)鐵鹽和水溶性鎂鹽的種類沒有特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的水溶性鐵鹽和水溶性鎂鹽即可。在本發(fā)明中，所述水溶性二價(jià)鐵鹽優(yōu)選包括FeSO₄、FeCl₂和Fe(NO₃)₂中的一種或多種。在本發(fā)明中，所述水溶性三價(jià)鐵鹽優(yōu)選包括Fe₂(SO₄)₃、FeCl₃和Fe(NO₃)₃中的一種或多種。在本發(fā)明中，所述水溶性鎂鹽優(yōu)選包括MgSO₄、MgCl₂和Mg(NO₃)₂中的一種或多種。

在本發(fā)明中，所述混合優(yōu)選為超聲混合。在本發(fā)明中，所述超聲的頻率優(yōu)選為15～40KHz，更優(yōu)選為20～35KHz；所述超聲的時(shí)間優(yōu)選為10～120min，更優(yōu)選為30～100min，最優(yōu)選為50～70min。在本發(fā)明中，所述超聲混合使石墨烯和/或石墨烯衍生物穩(wěn)定分散在金屬離子溶液中。

得到混合溶液后，本發(fā)明向所述混合溶液中滴加堿液，沉淀反應(yīng)得到納米復(fù)合材料。在本發(fā)明中，所述滴加的速率優(yōu)選為0.5～1mL/min，更優(yōu)選為0.6～0.8mL/min。在本發(fā)明中，所述堿液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為10～25％，更優(yōu)選為15～20％。在本發(fā)明中，所述堿液與混合溶液的體積比優(yōu)選為1～25:75～99，更優(yōu)選為5～20:80～95，最優(yōu)選為10～15:85～90。

本發(fā)明對(duì)所述堿液的種類沒有特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的堿液即可。在本發(fā)明中，所述堿液優(yōu)選為無機(jī)堿的水溶液，更優(yōu)選為氨水和無機(jī)強(qiáng)堿中的一種或多種。在本發(fā)明中，所述無機(jī)強(qiáng)堿優(yōu)選為堿金屬的氫氧化物，更優(yōu)選為NaOH和/或KOH。

在本發(fā)明中，所述沉淀反應(yīng)的加熱方式優(yōu)選為油浴加熱。在本發(fā)明中，所述沉淀反應(yīng)的溫度優(yōu)選為50～100℃，更優(yōu)選為60～90℃，最優(yōu)選為70～80℃；所述沉淀反應(yīng)的時(shí)間優(yōu)選為2～24h，更優(yōu)選為5～20h，最優(yōu)選為10～15h。在本發(fā)明中，所述沉淀反應(yīng)優(yōu)選包括：在第一溫度下反應(yīng)后，加熱至第二溫度反應(yīng)。在本發(fā)明中，所述第一溫度優(yōu)選為50～80℃，更優(yōu)選為60～75℃；所述第一溫度下保溫的時(shí)間優(yōu)選為1～2h。在本發(fā)明中，所述第二溫度優(yōu)選為80～100℃，更優(yōu)選為85～95℃；所述第二溫度下保溫的時(shí)間優(yōu)選為1～22h。本發(fā)明對(duì)所述第一溫度加熱至第二溫度的速率沒有特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的升溫速率即可。

在本發(fā)明中，所述沉淀反應(yīng)優(yōu)選在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行。在本發(fā)明中，所述惰性氣體優(yōu)選為氮?dú)饣驓鍤?。本發(fā)明優(yōu)選通過控制沉淀反應(yīng)的溫度和時(shí)間控制納米粒子的種類和粒徑。在本發(fā)明中，當(dāng)反應(yīng)溫度為50～100℃時(shí)，金屬離子與堿反應(yīng)在基體材料表面原位沉淀反應(yīng)生成Fe₃O₄和Mg(OH)₂納米粒子。在本發(fā)明中，所述沉淀反應(yīng)的時(shí)間越長(zhǎng)，納米粒子的粒徑越小。

沉淀反應(yīng)完成后，本發(fā)明優(yōu)選將所述沉淀反應(yīng)的產(chǎn)物進(jìn)行后處理，得到納米復(fù)合材料。本發(fā)明對(duì)所述后處理的操作沒有特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的后處理的技術(shù)方案即可。在本發(fā)明中，所述后處理優(yōu)選包括以下步驟：將沉淀反應(yīng)的產(chǎn)物磁分離，得到固體產(chǎn)物；將所述固體產(chǎn)物洗滌后透析，然后干燥，得到納米復(fù)合材料。

本發(fā)明對(duì)所述磁分離的操作沒有特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的磁分離的技術(shù)方案即可。在本發(fā)明中，所述洗滌的洗滌劑優(yōu)選為水；所述洗滌的次數(shù)優(yōu)選為3～7次。在本發(fā)明中，所述透析優(yōu)選在透析袋中進(jìn)行；所述透析袋的截留分子量?jī)?yōu)選為8000-12000。在本發(fā)明中，所述干燥優(yōu)選為冷凍干燥；所述冷凍干燥的溫度優(yōu)選為-90～-70℃，更優(yōu)選為-85～-75℃；所述冷凍干燥的時(shí)間優(yōu)選為48～96h，更優(yōu)選為55～85h，最優(yōu)選為65～75h。

本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述納米復(fù)合材料或按照上述技術(shù)方案所述制備方法制備的納米復(fù)合材料在水處理中的應(yīng)用。在本發(fā)明中，所述納米復(fù)合材料優(yōu)選作為吸附劑用于污水處理。在本發(fā)明中，所述納米復(fù)合材料在水處理中的應(yīng)用優(yōu)選包括以下步驟：將納米復(fù)合材料與待處理污水混合，攪拌吸附；所述吸附完成后，磁分離得到納米復(fù)合材料。在本發(fā)明中，所述待處理污水優(yōu)選為含有重金屬離子的污水。

在本發(fā)明中，所述納米復(fù)合材料的質(zhì)量與待處理污水的體積比優(yōu)選為0.01～2g/L，更優(yōu)選為0.1～1.5g/L，最優(yōu)選為0.5～1g/L。在本發(fā)明中，所述攪拌的速率優(yōu)選為200～500rpm，更優(yōu)選為300～400rpm；所述攪拌的時(shí)間優(yōu)選為0.5～24h，更優(yōu)選為5～20h，最優(yōu)選為10～15h。在本發(fā)明中，所述吸附過程中，納米復(fù)合材料與待處理污水中的重金屬離子發(fā)生螯合等物理化學(xué)作用，去除重金屬離子。

吸附完成后，本發(fā)明優(yōu)選通過外加磁場(chǎng)對(duì)吸附后的納米復(fù)合材料進(jìn)行磁分離。在本發(fā)明中，所述外加磁場(chǎng)的強(qiáng)度優(yōu)選為±100G以上。

為了進(jìn)一步說明本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的納米復(fù)合材料及其制備方法和在水處理中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)地描述，但不能將它們理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。

實(shí)施例1:

于250mL燒杯中，加入90mL蒸餾水、3.2gMg(NO₃)₂·6H₂O，1.2gFeSO₄·7H₂O，2.2gFeCl₃·6H₂O和0.05g氧化石墨烯粉末，使用細(xì)胞破碎機(jī)共同15KHz超聲分散30min，之后將混合分散液轉(zhuǎn)移到250mL燒瓶中，反應(yīng)之前通入氮?dú)?分鐘，使體系處于氮?dú)獗Ｗo(hù)狀態(tài)下，之后開始以0.5mL/min速率緩慢滴加氨水，滴加氨水(25wt％)10mL，繼續(xù)通氮?dú)?分鐘。封閉體系后，置于70℃油浴中反應(yīng)2h，之后升溫至90℃繼續(xù)反應(yīng)10h。反應(yīng)結(jié)束后，磁性分離反應(yīng)產(chǎn)物，使用去離子水反復(fù)清洗3次，直至溶液pH值為中性，之后將產(chǎn)物使用冷凍干燥機(jī)-90℃干燥48h，得到納米復(fù)合材料。

本實(shí)施例使用的氧化石墨烯和制備得到的納米復(fù)合材料的TEM照片分別如圖1和圖2所示，從圖1可以看出，氧化石墨烯為表面非常平整的片狀結(jié)構(gòu)；從圖2可以看出納米粒子以顆粒形式均勻平鋪在氧化石墨烯表面。

實(shí)施例2:

分別取0.1g實(shí)施例1中制備的納米復(fù)合材料，分別置于100mL的pb²⁺溶液、Cu²⁺溶液、Ag⁺溶液、Zn²⁺溶液中，使用磁力攪拌12小時(shí)，用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)量，由于所負(fù)載的無機(jī)粒子與上述重金屬離子發(fā)生螯合作用，使pb²⁺濃度可由吸附前的98.74ppm降低到吸附后的0.0075ppm，Cu²⁺濃度可由吸附前的60.78ppm降低到吸附后的0.0052ppm，Ag⁺濃度可由吸附前的32.93ppm降低到吸附后的0.001ppm，Zn²⁺濃度可由吸附前的42.92ppm降低到吸附后的0.044ppm。

實(shí)施例3:

于250mL燒杯中，加入90mL蒸餾水，3.2gMg(NO₃)₂·6H₂O，1.2gFeSO₄·7H₂O，2.2gFeCl₃·6H₂O和0.1g石墨烯粉末，使用細(xì)胞破碎機(jī)共同40KHz超聲分散30min，之后將混合分散液轉(zhuǎn)移到250mL燒瓶中，反應(yīng)之前通入氮?dú)?分鐘，使體系處于氮?dú)獗Ｗo(hù)狀態(tài)下，之后開始以0.5mL/min速率緩慢滴加氨水，滴加氨水(25wt％)10mL，繼續(xù)通氮?dú)?分鐘。封閉體系后，置于60℃油浴中反應(yīng)4h，之后升溫至90℃繼續(xù)反應(yīng)6h。反應(yīng)結(jié)束后，磁性分離反應(yīng)產(chǎn)物，使用去離子水反復(fù)清洗，直至溶液pH值為中性，之后將產(chǎn)物使用冷凍干燥機(jī)-90℃干燥48h，得到納米復(fù)合材料。

本實(shí)施例使用的石墨烯和制備得到的納米復(fù)合材料的SEM照片分別如圖3和圖4所示，從圖3可以看出，石墨烯為表面平整的片狀結(jié)構(gòu)；從圖4可以看出納米粒子均勻分布于石墨烯表面。

實(shí)施例4:

分別取0.1g實(shí)施例3制備的納米復(fù)合材料，分別置于100mL的pb²⁺溶液、Cu²⁺溶液、Ag⁺溶液、Zn²⁺溶液中，使用磁力攪拌12小時(shí)，用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)量，由于所負(fù)載的無機(jī)粒子與上述重金屬離子發(fā)生螯合作用，使pb²⁺濃度可由吸附前的102.99ppm降低到吸附后的0.0087ppm，Cu²⁺濃度可由吸附前的70.66ppm降低到吸附后的0.0065ppm，Ag⁺濃度可由吸附前的40.09ppm降低到吸附后的0.005ppm，Zn²⁺濃度可由吸附前的53.45ppm降低到吸附后的0.078ppm。

實(shí)施例5:

取0.1g實(shí)施例3中制備的納米復(fù)合材料，置于含有Pb²⁺,Cu²⁺,Ag⁺和Zn²⁺的混合溶液中，使用磁力攪拌12小時(shí)，用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)量，由于所負(fù)載的無機(jī)粒子與上述重金屬離子發(fā)生螯合作用，使pb²⁺濃度可由吸附前的20.78ppm降低到吸附后的0.011ppm，Cu²⁺濃度可由吸附前的21.70ppm降低到吸附后的058ppm，Ag⁺濃度可由吸附前的19.99ppm降低到吸附后的2.17ppm，Zn²⁺濃度可由吸附前的21.67ppm降低到吸附后的13.45ppm。

實(shí)施例6:

于250mL燒杯中，加入90mL蒸餾水，1.3gMg(NO₃)₂·6H₂O，1.9gFeSO₄·7H₂O，3.6gFeCl₃·6H₂O和0.2g羥基化石墨烯粉末，使用細(xì)胞破碎機(jī)共同30KHz超聲分散30min，之后將混合分散液轉(zhuǎn)移到250mL燒瓶中，反應(yīng)之前通入氮?dú)?分鐘，使體系處于氮?dú)獗Ｗo(hù)狀態(tài)下，之后開始以0.8mL/min速率緩慢滴加氨水，滴加氨水(25wt％)10mL，繼續(xù)通氮?dú)?分鐘。封閉體系后，置于60℃油浴中反應(yīng)2h，之后升溫至90℃繼續(xù)反應(yīng)6h。反應(yīng)結(jié)束后，磁性分離反應(yīng)產(chǎn)物，使用去離子水反復(fù)清洗，直至溶液pH值為中性，之后將產(chǎn)物使用冷凍干燥機(jī)干燥，得到納米復(fù)合材料。

實(shí)施例7:

分別取0.1g實(shí)施例6制備的納米復(fù)合材料，分別置于100mL的pb²⁺溶液、Cu²⁺溶液、Ag⁺溶液、Zn²⁺溶液中，使用磁力攪拌12小時(shí)，用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)量，由于所負(fù)載的無機(jī)粒子與上述重金屬離子發(fā)生螯合作用，使pb²⁺濃度可由吸附前的100.13ppm降低到吸附后的0.009ppm，Cu²⁺濃度可由吸附前的100.36ppm降低到吸附后的0.0123ppm，Ag⁺濃度可由吸附前的50.89ppm降低到吸附后的0.012ppm，Zn²⁺濃度可由吸附前的63.54ppm降低到吸附后的0.064ppm。

本實(shí)施例使用的納米復(fù)合材料在外加磁場(chǎng)作用下的脫除效果照片如圖5所示，從圖5可以看出，所述納米復(fù)合材料在外加磁場(chǎng)作用下可以輕易脫除。

實(shí)施例8:

于250mL燒杯中，加入90mL蒸餾水，2.6gMg(NO₃)₂·6H₂O，1.4gFeSO₄·7H₂O，2.7gFeCl₃·6H₂O和0.1g羧基化石墨烯粉末，使用細(xì)胞破碎機(jī)共同25KHz超聲分散30min，之后將混合分散液轉(zhuǎn)移到250mL燒瓶中，反應(yīng)之前通入氮?dú)?分鐘，使體系處于氮?dú)獗Ｗo(hù)狀態(tài)下，之后開始以0.9mL/min速率緩慢滴加氨水，滴加氨水(25wt％)10mL，繼續(xù)通氮?dú)?分鐘。封閉體系后，置于80℃油浴中反應(yīng)2h，之后升溫至90℃繼續(xù)反應(yīng)10h。反應(yīng)結(jié)束后，磁性分離反應(yīng)產(chǎn)物，使用去離子水反復(fù)清洗，直至溶液pH值為中性，之后將產(chǎn)物使用冷凍干燥機(jī)干燥，得到納米復(fù)合材料。

實(shí)施例9:

分別取0.1g實(shí)施例8制備的納米復(fù)合材料，分別置于100mL的pb²⁺溶液、Cu²⁺溶液、Ag⁺溶液、Zn²⁺溶液中，使用磁力攪拌24小時(shí)，用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)量，由于所負(fù)載的無機(jī)粒子與上述重金屬離子發(fā)生螯合作用，使pb²⁺濃度可由吸附前的220.34ppm降低到吸附后的0.23ppm，Cu²⁺濃度可由吸附前的120.24ppm降低到吸附后的0.33ppm，Ag⁺濃度可由吸附前的100.69ppm降低到吸附后的0.89ppm，Zn²⁺濃度可由吸附前的112.33ppm降低到吸附后的10.87ppm。

實(shí)施例10:

于250mL燒杯中，加入90mL蒸餾水，6.4gMg(NO₃)₂·6H₂O，1.2gFeSO₄·7H₂O，2.2gFeCl₃·6H₂O和0.2g石墨烯粉末，使用細(xì)胞破碎機(jī)共同20KHz超聲分散30min,之后將混合分散液轉(zhuǎn)移到250mL燒瓶中，反應(yīng)之前通入氮?dú)?分鐘，使體系處于氮?dú)獗Ｗo(hù)狀態(tài)下，之后開始以0.7mL/min速率緩慢滴加氨水，滴加氨水(25wt％)10mL，繼續(xù)通氮?dú)?分鐘。封閉體系后，置于60℃油浴中反應(yīng)5h，之后升溫至90℃繼續(xù)反應(yīng)7h。反應(yīng)結(jié)束后，磁性分離反應(yīng)產(chǎn)物，使用去離子水反復(fù)清洗，直至溶液pH值為中性，之后將產(chǎn)物使用冷凍干燥機(jī)干燥，得到納米復(fù)合材料。

實(shí)施例11:

分別取0.1g實(shí)施例10制備的納米復(fù)合材料，分別置于100mL的pb²⁺溶液、Cu²⁺溶液、Ag⁺溶液、Zn²⁺溶液中，使用磁力攪拌12小時(shí)，用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)量，由于所負(fù)載的無機(jī)粒子與上述重金屬離子發(fā)生螯合作用，使pb²⁺濃度可由吸附前的600.93ppm降低到吸附后的0.18ppm，Cu²⁺濃度可由吸附前的400.32ppm降低到吸附后的0.56ppm，Ag⁺濃度可由吸附前的203.53ppm降低到吸附后的50.56ppm，Zn²⁺濃度可由吸附前的156.70ppm降低到吸附后的34.34ppm。

由以上實(shí)施例可以看出，本發(fā)明提供的納米復(fù)合材料可以高效的吸附水中重金屬離子，使水中重金屬含量遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，且具有更廣的吸附范圍和更高的吸附容量，同時(shí)可以在外加磁場(chǎng)作用下快速?gòu)乃腥コ?/p>

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。