CN111672469B - 一种负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料及其制备方法、应用 - Google Patents

一种负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料及其制备方法、应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种负载Fe‑Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料及其制备方法、应用，属于生物质资源利用技术领域。一种负载Fe‑Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料，以炭化蜂蜜为载体进行Fe‑Ti双金属负载，所述Fe‑Ti双金属呈纳米颗粒状。本发明的一种负载Fe‑Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料的制备方法，采用生物质原料蜂蜜，再以无污染的水热反应进行改性，经过负载离子，还原离子制得蜂蜜炭材料，所得蜂蜜炭材料表面的Fe‑Ti双金属成纳米颗粒状，尺寸在50‑60nm之间，对铀酰离子具有吸附作用；原料来源广泛，成本低廉，制作过程环保。

Description

一种负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料及其制备方法、 应用
技术领域
本发明属于生物质资源利用技术领域，涉及一种负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料及其制备方法、应用，特别涉及一种负载纳米零价铁的蜂蜜炭材料及其制备方法、应用。
背景技术
纳米零价铁(NZVI)作为一种新兴纳米材料，除了具有纳米材料颗粒之间带有的弱范德华力以及静电吸引力，还因零价铁所固有的磁力，使得常规制备的纳米零价铁颗粒极不稳定，容易发生团聚，从而严重阻碍NZVI在放射性废水中的吸附还原应用。同时，随着还原反应的进行，零价铁表面会堆积一层铁氧化物如三氧化二铁、氧化亚铁、羟基氧化铁等，这些铁氧化物的存在使得零价铁的还原能力大打折扣，不利于零价铁的电子传递，进而影响还原反应进程。负载型的NZVI是指以某种材料作为载体，将纳米零价铁均匀分散在负载材料上，既提高了纳米零价铁的分散性从而有效防止纳米零价铁的团聚，保持纳米零价铁的活性；同时又因为载体材料本身所带有的吸附或者还原活性，进一步促进吸附还原反应的进行，提高对重金属的吸附还原效率。在纳米零价铁的研究中，另一种有效减缓纳米零价铁氧化团聚现象的方法，就是利用第二种金属的加入，对零价铁进行表面修饰，同样可以提高纳米零价铁使用效率。
生物炭是在一定温度下通过热解和碳化生物质材料而获得的高度芳香的固体材料。它具有良好的孔隙结构，表面富氧官能团和强离子交换的优异特性，具有良好的物理和化学吸附能力。生物炭是通过四种主要的热化学途径生产，即焙干、热解、水热碳化和气化，具有广泛的应用，例如土壤改良剂，环境修复，能量存储，复合材料和催化剂生产。在这些热化学方法中，水热碳化可用于改善产品的性能。蜂蜜是一种天然的可再生资源，具有富含羟基的结构，生物炭的羟基在其应用中起着重要的作用。蜂蜜作为一种天然多糖，其主要成分是葡萄糖与果糖，这两种糖类都含有大量碳元素，因此蜂蜜碳作为生物炭的原料来说，有较高的转化率，因此蜂蜜是制造生物炭的潜在前体之一。利用生物炭良好的孔隙结构以及表面丰富的官能团，通过静电吸附将金属离子Fe2+(Ti2+)吸附到炭球上，在硼氢化物的作用下，可生成负载于生物炭上的Fe-Ti双金属纳米颗粒。
发明内容
作为各种广泛且细致的研究和实验的结果，本发明的发明人已经发现，利用生物炭良好的孔隙结构以及表面丰富的官能团，通过静电吸附将金属离子Fe2+(Ti2+)吸附到炭球上，在硼氢化物的作用下，可生成负载于生物炭上的Fe-Ti双金属纳米颗粒。基于这种发现，完成了本发明。
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料及其制备方法、应用。
一种负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料，以炭化蜂蜜为载体进行Fe-Ti双金属负载，所述Fe-Ti双金属呈纳米颗粒状。
进一步地，所述炭化蜂蜜的尺寸为10-18μm；所述Fe-Ti双金属的尺寸为50-60nm。
进一步地，一种负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、直接将蜂蜜加入水中配制成蜂蜜水溶液，置蜂蜜水溶液于水热装置中进行水热反应，反应结束后取出、过滤、洗涤、干燥，得蜂蜜炭；
S2、配制硫酸亚铁溶液，将硫酸钛加入到硫酸亚铁溶液中搅拌至溶解，得硫酸亚铁/硫酸钛混合液；
S3、在无氧条件下，将所述蜂蜜炭加入到所述硫酸亚铁/硫酸钛混合液中进行一次搅拌后，加入硼氢化物溶液继续进行二次搅拌反应，反应完全后，过滤、洗涤、干燥，即得负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料。
进一步地，所述S1中所述蜂蜜水溶液的质量浓度为15％～40％；所述水热反应的温度为100～180℃，水热反应的时间为8～24h。
进一步地，所述S2中所述硫酸亚铁溶液的摩尔浓度为0.05～2mol/L；所述硫酸钛与硫酸亚铁的摩尔比为1：1～10；所述搅拌的速率为300-400rpm。
进一步地，所述S3中所述硼氢化物溶液为硼氢化钾溶液、硼氢化钠溶液中的至少一种；所述S3中所述硼氢化物溶液的摩尔浓度为0.05～2mol/L，所述硼氢化物溶液的加入速率为3-5mL/min。
进一步地，所述S3中所述蜂蜜炭与硫酸亚铁/硫酸钛混合液的w/v为0.008-0.012g/mL。
进一步地，所述S3中所述一次搅拌的速率为300-500rpm，搅拌时间为20-240min；所述二次搅拌的速率为500-800rpm，搅拌时间为20-60min。
进一步地，所述负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料的制备方法可以替换为：将蜂蜜加入到硫酸亚铁/硫酸钛混合液中，搅拌0.5min后，放入微波频率为2450MHz、800W的微波炉中加热5-8min，取出，得混合物；将混合物放入管式马弗炉中进行氮气气氛无氧煅烧，升温程序为：以10℃/min升温至160-170℃保温4h，再以5℃/min升温至180℃-200℃，保温6-8h，继续以5℃/min降温至室温，取出，再放入球磨机中进行24h球磨，过100目筛，得粉末；将粉末加入硼氢化物溶液中进行800rpm、5h搅拌，随后过滤、洗涤，再放入冷冻干燥机中，在空载真空度为6Pa，冷冻温度为-65℃下进行冷冻干燥，即得负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料。
一种负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料在金属离子吸附剂方面的应用。
具体地，本发明的一种负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料，Fe-Ti双金属纳米颗粒中部分Fe为纳米零价铁颗粒。
本发明至少包括以下有益效果：
(1)本发明的一种负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料的制备方法，采用先负载离子再进行还原的方法，可以减弱纳米零价铁颗粒极不稳定，容易发生团聚的现象，从而促进其在放射性废水中的吸附还原作用的实现，可应用于各种重金属吸附与分离，对铀酰离子具有较高的吸附容量。
(2)本发明的一种负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料的制备方法，利用蜂蜜水热法制得的生物炭，具有良好的孔隙结构以及丰富的表面官能团；以硼氢化物的强还原性制得负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料，所得金属纳米材料尺寸可控、分散较匀；所得负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的尺寸在50-60nm。
(3)本发明的一种负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料，在离子吸附还原方面，蜂蜜炭材料表面的纳米零价铁会随着还原反应的进行堆积一层铁氧化物，这些铁氧化物会进一步阻碍零价铁的还原能力，不利于零价铁的电子传递，进而影响还原反应进程。引入钛形成双金属纳米粒子，可利用两种金属电负性的差异促成电子转移，使活性金属粒子的外层电子特性发生变化，从而改善其电子传递性能以及氧化还原性能。
本发明的一种负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料的制备方法，采用生物质原料蜂蜜，再以无污染的水热反应进行改性，经过负载离子，还原离子制得蜂蜜炭材料，这种原料来源广泛，成本低廉，制作过程环保。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的实施例1制备的负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料的放大5000倍数的扫描电子显微镜照片；
图2为本发明的实施例1制备的负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料在吸附铀酰离子前后的XPS图；
图3为本发明的实施例1制备的负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料在吸附铀酰离子后的U精细谱XPS图；
图4为本发明的实施例1制备的负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料吸附时间与吸附铀酰离子关系图；
图5为本发明的实施例1制备的负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料投料量与吸附铀酰离子关系图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料吸附实验：
(1)时间对吸附过程的影响：
取0.02g负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料，在室温下，加入到20mg/g 50mL的铀酰离子溶液中，随后放入震荡箱中以150rpm震荡，震荡一定时间后取出，测溶液中剩余铀酰离子浓度，再利用Qe＝(C0-CE)V/m计算吸附量，Qe为吸附量，C0为初始铀酰离子浓度，CE为吸附后溶液中铀酰离子浓度，V为铀酰离子浓度的加入体积，m为负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料投料量；三个平行样为一组时间样，最终结果为一组的平均值。
(2)投料量对吸附过程的影响：
在室温下，配制20mg/g铀酰离子，将10mg、20mg、30mg、40mg、50mg的负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料分别投入到20mg/g 50mL铀酰离子溶液，每个质量做三个平行样；在150rpm下震荡24h，过滤，测试滤液中剩余铀酰离子浓度，再利用Qe＝(C0-CE)V/m计算吸附量，Qe为吸附量，C0为初始铀酰离子浓度，CE为吸附后溶液中铀酰离子浓度，V为铀酰离子浓度的加入体积，m为负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料投料量；三个平行样为一组，最终结果为一组的平均值。
实施例1:
一种负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、直接将蜂蜜加入水中配制成质量浓度为30％的蜂蜜水溶液100mL，倒入高压反应釜中进行180℃、8h水热反应，反应结束后取出、过滤，然后用95％乙醇洗涤一次，过滤，再用纯水洗涤2次，再进行50℃干燥，得蜂蜜炭；
S2、配制1mol/L的硫酸亚铁溶液100mL，再将0.01mol的硫酸钛加入到硫酸亚铁溶液中，在350rpm下搅拌20min，得硫酸亚铁/硫酸钛混合液；
S3、在氮气条件下，将1g蜂蜜炭加入到100mL硫酸亚铁/硫酸钛混合液中进行500rpm、20min搅拌后，以4ml/min的速度滴加50ml浓度为0.1mol/L的硼氢化物溶液，继续在800rpm下搅拌20min，反应完全后，过滤、洗涤、干燥，即得负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料。
图1为实施例1所得负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料的放大5000倍数的扫描电子显微镜照片，从图可以看出Fe-Ti双金属呈纳米颗粒状；炭化蜂蜜的尺寸为10-18μm；Fe-Ti双金属的尺寸为50-60nm。
图2为实施例1所得负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料吸附铀酰离子前后的XPS图；从图可以看出蜂蜜炭材料负载有Fe-Ti双金属，吸附后材料表面有铀，说明蜂蜜炭材料具有吸附铀的功效。
图3为实施例1所得负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料在吸附铀酰离子后的U精细谱XPS图；可以看出吸附后材料表面既有四价铀，也有六价铀；其中，Raw为原始谱，Sum为拟合谱。
图4为实施例1所得负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的时间与吸附铀酰离子关系图，可以看出，随着吸附时间的延长，吸附量先上升再趋于稳定，最后达到38mg/g，说明在吸附铀酰离子时，在300min处，吸附达到平衡。
图5为实施例1所得负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料的投料量与吸附铀酰离子关系图，可以看出随着投料量的增加，吸附量在下降，去除率在上升，在投料量为23mg时吸附量达到35mg/g，去除率达到75％，说明在吸附铀酰离子时，最佳投料量为23mg。
对于实施例2-10所得负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料吸附铀酰离子的方法为：在室温下，取23mg负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料加入到20mg/g、50mL铀酰离子溶液中，在150rpm下震荡吸附300min，取出，过滤掉负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料，测试铀酰离子溶液中剩余铀酰离子浓度，以Qe＝(C0-CE)V/m来计算吸附量。
实施例2:
一种负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、直接将蜂蜜加入水中配制成质量浓度为15％的蜂蜜水溶液100mL，倒入高压反应釜中进行180℃、8h水热反应，反应结束后取出、过滤，然后用95％乙醇洗涤一次，过滤，再用纯水洗涤2次，再进行50℃干燥，得蜂蜜炭；
S2、配制0.05mol/L的硫酸亚铁溶液100mL，再将0.05mol的硫酸钛加入到硫酸亚铁溶液中，在350rpm下搅拌20min，得硫酸亚铁/硫酸钛混合液；
S3、在氮气条件下，将0.8g蜂蜜炭加入到100mL硫酸亚铁/硫酸钛混合液中进行500rpm、20min搅拌后，以3ml/min的速度滴加50ml浓度为0.05mol/L的硼氢化物溶液，继续在800rpm下搅拌20min，反应完全后，过滤、洗涤、干燥，即得负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料。在室温下进行吸附实验，在投料量为23mg，吸附时间为300min下铀酰离子的吸附量达38mg/g。
实施例3:
一种负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、直接将蜂蜜加入水中配制成质量浓度为40％的蜂蜜水溶液100mL，倒入高压反应釜中进行180℃、8h水热反应，反应结束后取出、过滤，然后用95％乙醇洗涤一次，过滤，再用纯水洗涤2次，再进行50℃干燥，得蜂蜜炭；
S2、配制2mol/L的硫酸亚铁溶液100mL，再将0.25mol的硫酸钛加入到硫酸亚铁溶液中，在350rpm下搅拌20min，得硫酸亚铁/硫酸钛混合液；
S3、在氮气条件下，将1.2g蜂蜜炭加入到100mL硫酸亚铁/硫酸钛混合液中进行500rpm、20min搅拌后，以3ml/min的速度滴加50ml浓度为2mol/L的硼氢化物溶液，继续在800rpm下搅拌20min，反应完全后，过滤、洗涤、干燥，即得负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料。在室温下进行吸附实验，在投料量为23mg，吸附时间为300min下铀酰离子的吸附量达39mg/g。
实施例4:
一种负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、直接将蜂蜜加入水中配制成质量浓度为15％的蜂蜜水溶液100mL，倒入高压反应釜中进行100℃、24h水热反应，反应结束后取出、过滤，然后用95％乙醇洗涤一次，过滤，再用纯水洗涤2次，再进行50℃干燥，得蜂蜜炭；
S2、配制0.05mol/L的硫酸亚铁溶液100mL，再将0.05mol的硫酸钛加入到硫酸亚铁溶液中，在350rpm下搅拌20min，得硫酸亚铁/硫酸钛混合液；
S3、在氮气条件下，将0.8g蜂蜜炭加入到100mL硫酸亚铁/硫酸钛混合液中进行500rpm、20min搅拌后，以3ml/min的速度滴加50ml浓度为0.05mol/L的硼氢化物溶液，继续在800rpm下搅拌20min，反应完全后，过滤、洗涤、干燥，即得负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料。在室温下进行吸附实验，在投料量为23mg，吸附时间为300min下铀酰离子的吸附量达36mg/g。
实施例5:
一种负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、直接将蜂蜜加入水中配制成质量浓度为15％的蜂蜜水溶液100mL，倒入高压反应釜中进行150℃、16h水热反应，反应结束后取出、过滤，然后用95％乙醇洗涤一次，过滤，再用纯水洗涤2次，再进行50℃干燥，得蜂蜜炭；
S2、配制0.05mol/L的硫酸亚铁溶液100mL，再将0.05mol的硫酸钛加入到硫酸亚铁溶液中，在350rpm下搅拌20min，得硫酸亚铁/硫酸钛混合液；
S3、在氮气条件下，将0.8g蜂蜜炭加入到100mL硫酸亚铁/硫酸钛混合液中进行500rpm、20min搅拌后，以3ml/min的速度滴加50ml浓度为0.05mol/L的硼氢化物溶液，继续在800rpm下搅拌20min，反应完全后，过滤、洗涤、干燥，即得负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料。在室温下进行吸附实验，在投料量为23mg，吸附时间为300min下铀酰离子的吸附量达37mg/g。
实施例6:
一种负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、直接将蜂蜜加入水中配制成质量浓度为15％的蜂蜜水溶液100mL，倒入高压反应釜中进行150℃、16h水热反应，反应结束后取出、过滤，然后用95％乙醇洗涤一次，过滤，再用纯水洗涤2次，再进行50℃干燥，得蜂蜜炭；
S2、配制0.05mol/L的硫酸亚铁溶液100mL，再将0.05mol的硫酸钛加入到硫酸亚铁溶液中，在350rpm下搅拌20min，得硫酸亚铁/硫酸钛混合液；
S3、在氮气条件下，将0.8g蜂蜜炭加入到100mL硫酸亚铁/硫酸钛混合液中进行500rpm、20min搅拌后，以5ml/min的速度滴加50ml浓度为0.05mol/L的硼氢化物溶液，继续在800rpm下搅拌20min，反应完全后，过滤、洗涤、干燥，即得负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料。在室温下进行吸附实验，在投料量为23mg，吸附时间为300min下铀酰离子的吸附量达36mg/g。
实施例7:
一种负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、直接将蜂蜜加入水中配制成质量浓度为15％的蜂蜜水溶液100mL，倒入高压反应釜中进行150℃、16h水热反应，反应结束后取出、过滤，然后用95％乙醇洗涤一次，过滤，再用纯水洗涤2次，再进行50℃干燥，得蜂蜜炭；
S2、配制0.05mol/L的硫酸亚铁溶液100mL，再将0.05mol的硫酸钛加入到硫酸亚铁溶液中，在400rpm下搅拌20min，得硫酸亚铁/硫酸钛混合液；
S3、在氮气条件下，将0.8g蜂蜜炭加入到100mL硫酸亚铁/硫酸钛混合液中进行500rpm、20min搅拌后，以5ml/min的速度滴加50ml浓度为0.05mol/L的硼氢化物溶液，继续在800rpm下搅拌20min，反应完全后，过滤、洗涤、干燥，即得负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料。在室温下进行吸附实验，在投料量为23mg，吸附时间为300min下铀酰离子的吸附量达34mg/g。
实施例8:
一种负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、直接将蜂蜜加入水中配制成质量浓度为15％的蜂蜜水溶液100mL，倒入高压反应釜中进行150℃、16h水热反应，反应结束后取出、过滤，然后用95％乙醇洗涤一次，过滤，再用纯水洗涤2次，再进行50℃干燥，得蜂蜜炭；
S2、配制0.05mol/L的硫酸亚铁溶液100mL，再将0.05mol的硫酸钛加入到硫酸亚铁溶液中，在350rpm下搅拌20min，得硫酸亚铁/硫酸钛混合液；
S3、在氮气条件下，将0.8g蜂蜜炭加入到100mL硫酸亚铁/硫酸钛混合液中进行300rpm、240min搅拌后，以5ml/min的速度滴加50ml浓度为0.05mol/L的硼氢化物溶液，继续在500rpm下搅拌60min，反应完全后，过滤、洗涤、干燥，即得负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料。在室温下进行吸附实验，在投料量为23mg，吸附时间为300min下铀酰离子的吸附量达38mg/g。
实施例2-8所得的负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料中，Fe-Ti双金属呈纳米颗粒状；炭化蜂蜜的尺寸为10-18μm；Fe-Ti双金属的尺寸为50-60nm，且对铀酰离子吸附效果佳。
实施例9:
硫酸亚铁/硫酸钛混合液的制备：
配制1mol/L的硫酸亚铁溶液100mL，再将0.01mol的硫酸钛加入到硫酸亚铁溶液中，在350rpm下搅拌20min，得硫酸亚铁/硫酸钛混合液。
负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料的制备方法可以替换为：将蜂蜜加入到硫酸亚铁/硫酸钛混合液中，搅拌0.5min后，放入微波频率为2450MHz、800W的微波炉中加热5min，取出，得混合物；将混合物放入管式马弗炉中进行氮气气氛无氧煅烧，升温程序为：以10℃/min升温至170℃保温4h，再以5℃/min升温至200℃，保温6h，继续以5℃/min降温至室温，取出，再放入球磨机中进行24h球磨，过100目筛，得粉末；将粉末加入硼氢化物溶液中进行800rpm、5h搅拌，随后过滤、洗涤，再放入冷冻干燥机中，在空载真空度为6Pa，冷冻温度为-65℃下进行冷冻干燥，即得负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料。在室温下进行吸附实验，在投料量为23mg，吸附时间为300min下铀酰离子的吸附量达43mg/g。
实施例10:
硫酸亚铁/硫酸钛混合液的制备：
配制1mol/L的硫酸亚铁溶液100mL，再将0.01mol的硫酸钛加入到硫酸亚铁溶液中，在350rpm下搅拌20min，得硫酸亚铁/硫酸钛混合液。
负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料的制备方法可以替换为：将蜂蜜加入到硫酸亚铁/硫酸钛混合液中，搅拌0.5min后，放入微波频率为2450MHz、800W的微波炉中加热8min，取出，得混合物；将混合物放入管式马弗炉中进行氮气气氛无氧煅烧，升温程序为：以10℃/min升温至160℃保温4h，再以5℃/min升温至180℃，保温8h，继续以5℃/min降温至室温，取出，再放入球磨机中进行24h球磨，过100目筛，得粉末；将粉末加入硼氢化物溶液中进行800rpm、5h搅拌，随后过滤、洗涤，再放入冷冻干燥机中，在空载真空度为6Pa，冷冻温度为-65℃下进行冷冻干燥，即得负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料。在室温下进行吸附实验，在投料量为23mg，吸附时间为300min下铀酰离子的吸附量达48mg/g。
实施例9-10所得的负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料，Fe-Ti双金属呈纳米颗粒状；Fe-Ti双金属的尺寸为50-60nm，纳米颗粒分布较均匀；所得这种蜂蜜炭材料具有微孔，堆积性比较好。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.一种负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料的制备方法，其特征在于，以炭化蜂蜜为载体进行Fe-Ti双金属负载，所述Fe-Ti双金属呈纳米颗粒状，其中负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料的制备方法包括以下步骤：
S1、直接将蜂蜜加入水中配制成蜂蜜水溶液，置蜂蜜水溶液于水热装置中进行水热反应，反应结束后取出、过滤、洗涤、干燥，得蜂蜜炭；
S2、配制硫酸亚铁溶液，将硫酸钛加入到硫酸亚铁溶液中搅拌至溶解，得硫酸亚铁/硫酸钛混合液；
S3、在无氧条件下，将所述蜂蜜炭加入到所述硫酸亚铁/硫酸钛混合液中进行一次搅拌后，加入硼氢化物溶液继续进行二次搅拌反应，反应完全后，过滤、洗涤、干燥，即得负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料；
所述S3中所述蜂蜜炭与硫酸亚铁/硫酸钛混合液的w/v为0.008-0.012g/mL；所述S2中所述硫酸亚铁溶液的摩尔浓度为0.05～2mol/L；所述硫酸钛与硫酸亚铁的摩尔比为1：1～10；所述搅拌的速率为300-400rpm；所述S3中所述一次搅拌的速率为300-500rpm，搅拌时间为20-240min；所述二次搅拌的速率为500-800rpm，搅拌时间为20-60min；
或者负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料的制备方法包括：将蜂蜜加入到硫酸亚铁/硫酸钛混合液中，搅拌0.5min后，放入微波频率为2450MHz、800W的微波炉中加热5-8min，取出，得混合物；将混合物放入管式马弗炉中进行氮气气氛无氧煅烧，升温程序为：以10℃/min升温至160-170℃保温4h，再以5℃/min升温至180℃-200℃，保温6-8h，继续以5℃/min降温至室温，取出，再放入球磨机中进行24h球磨，过100目筛，得粉末；将粉末加入硼氢化物溶液中进行800rpm、5h搅拌，随后过滤、洗涤，再放入冷冻干燥机中，在空载真空度为6Pa，冷冻温度为-65℃下进行冷冻干燥，即得负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料。
2.如权利要求1所述的负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料的制备方法，其特征在于，所述炭化蜂蜜的尺寸为10-18μm；所述Fe-Ti双金属的尺寸为50-60nm。
3.如权利要求1所述的负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料的制备方法，其特征在于，所述S1中所述蜂蜜水溶液的质量浓度为15％～40％；所述水热反应的温度为100～180℃，水热反应的时间为8～24h。
4.如权利要求1所述的负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料的制备方法，其特征在于，所述S3中所述硼氢化物溶液为硼氢化钾溶液、硼氢化钠溶液中的至少一种；所述S3中所述硼氢化物溶液的摩尔浓度为0.05～2mol/L，所述硼氢化物溶液的加入速率为3-5mL/min。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的负载Fe-Ti双金属纳米颗粒的蜂蜜炭材料的制备方法的应用，其特征在于，其应用于金属离子吸附剂。
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