[0038] 本发明中部分材料的介绍：
[0039] 柠檬酸钠，又名枸橼酸钠，化学式为C6H5Na3O7，分子量为258.07，常温及空气中稳定,在湿空气中微有溶解性,在热空气中产生风化现象。加热至150℃失去结晶水。易溶于水、可溶于甘油、难溶于醇类及其他有机溶剂，过热分解，在潮湿的环境中微有潮解，在热空气中微有风化，其溶液pH值约为8，常用作缓冲剂、络合剂、细菌培养基，在医药上用于利尿、2+ 2+ 3+
祛痰、发汗、阻止血液凝固，并用于食品、饮料、电镀、照相等方面；柠檬酸钠对Ca 、Mg 、Fe等金属离子具有良好的络合能力，在电镀工业有很好的用途，还应用于制造纳米材料和陶瓷工业的助磨和增白技术上，本发明实施例中使用的柠檬酸钠为分析纯，采购于国药化学试剂有限公司；
[0040] 两亲性嵌段聚合物：两亲性聚合物是指在同一分子链中含有亲水链段和亲油链段的大分子化合物，由于它可以降低水的表面张力，也可称为高分子表面活性剂，亲水链段和亲油链段的不相容性会导致微相分离发生，使得两亲性聚合物在选择性溶剂、本体及表、界面结构中表现出自组装特性，它可以用于制备功能化涂层、薄膜，在生物材料、工程材料、热塑弹性体、胶粘剂、添加剂、涂料等方面有着广泛的应用，本发明实施例中使用的两亲性嵌段聚合物为嵌段式聚醚Pluronic F127，是一种聚氧乙烯聚氧丙烯醚三嵌段共聚物，在无水乙醇、乙酸乙酯、氯仿中溶解，在乙醚或石油醚中几乎不溶，具有一定的起泡性，2.5％水溶液的pH值在5.0～7.5之间，水溶液在空气中较稳定，遇光则使pH值下降，对酸碱水溶液和金属离子稳定，本发明实施例中使用的嵌段式聚醚Pluronic F127平均分子量为12600，采购于阿拉丁试剂有限公司；
[0041] 正硅酸四乙酯：分子式为C8H20O4Si，无色液体，稍有气味。熔点‑77℃，沸点165～169℃，能与乙醇和乙醚混溶，微溶于苯，几乎不溶于水，但能逐渐被水分解成氧化硅，在潮湿空气中逐渐混浊、静置后析出硅酸沉淀，无水分存在时稳定，蒸馏时不分解；易燃，高浓度时有麻醉性，有刺激性，本发明实施例中使用的正硅酸四乙酯为分析纯，采购于国药化学试剂有限公司；
[0042] 离子液体：离子液体是指在室温或接近室温下呈现液态的、完全由阴阳离子所组成的盐，也称为低温熔融盐，离子液体作为离子化合物，其熔点较低的主要原因是因其结构中某些取代基的不对称性使离子不能规则地堆积成晶体所致，它一般由有机阳离子和无机或有机阴离子构成，常见的阳离子有季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子等，阴离子有卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子等，本发明实施例中使用的离子液体为1‑乙基‑3‑甲基咪唑氯盐、1‑烯丙基‑3‑甲基咪唑氯盐、1‑丁基‑3‑甲基咪唑氯盐，采购于阿拉丁试剂有限公司。
[0043] 为了更好地理解本发明，下面结合附图，用具体实例来详细说明本发明的技术方案。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0044] 实施例1一种有序介孔碳包埋纳米零价铁材料的制备方法
[0045] 在42℃下，将1.4g嵌段式聚醚Pluronic F127分散于7.5g乙醇中，搅拌0.5h，获得澄清溶液A；0.8g六水合氯化铁、0.05g柠檬酸钠、0.12g 1‑丁基‑3‑甲基咪唑氯盐溶解在7.5g可溶性酚醛树脂中形成溶液B；将A和B液混合在一起不断搅拌，搅拌速率350r/min，边搅拌加入1.9g正硅酸四乙酯，2h后停止搅拌得到混合凝胶，将混合凝胶转移至培养皿，室温
25℃下蒸发溶剂，转移至烘箱在100℃下进行热聚合24h，得到聚合物膜；将聚合物膜置于瓷舟，放入管式炉氮气氛围下加热，以升温速率1℃/min，从室温25℃升温至350℃后保温2h，随后以升温速率2℃/min，从350℃升温至900℃后保温3h；自然冷却至室温25℃后，将得到的黑色固体浸泡在2mol/L的NaOH水溶液中24小时以除去二氧化硅，洗涤和干燥后获得有序介孔碳包埋纳米零价铁材料。
[0046] 所述的可溶性酚醛树脂溶液具体制备方法为：10g苯酚置于烧瓶在42℃下熔融，并在搅拌转速300r/min的条件下加入1g质量分数为20％氢氧化钠水溶液混合，5min后加入14g甲醛，升温至75℃，继续搅拌1h；冷却至室温后，用2mol/L盐酸溶液调节pH值到7.0，在50℃的温度下真空干燥箱除去水；烘干后的产物溶于乙醇配制成质量分数为20％的可溶性酚醛树脂溶液。
[0047] 有序介孔碳包埋纳米零价铁材料的透射电镜图如图1所示，可以看出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，也有效的防止了铁纳米粒子的团聚。
[0048] 对比例1一种有序介孔碳包埋纳米零价铁材料的制备方法
[0049] 在42℃下，将1.4g嵌段式聚醚Pluronic F127分散于7.5g乙醇中，搅拌0.5h，获得澄清溶液A；0.8g六水合氯化铁、0.17g 1‑丁基‑3‑甲基咪唑氯盐溶解在7.5g可溶性酚醛树脂中形成溶液B；将A和B液混合在一起不断搅拌，搅拌速率350r/min，边搅拌加入1.9g正硅酸四乙酯，2h后停止搅拌得到混合凝胶，将混合凝胶转移至培养皿，室温25℃下蒸发溶剂，转移至烘箱在100℃下进行热聚合24h，得到聚合物膜；将聚合物膜置于瓷舟，放入管式炉氮气氛围下加热，以升温速率1℃/min，从室温25℃升温至350℃后保温2h，随后以升温速率2℃/min，从350℃升温至900℃后保温3h；自然冷却至室温25℃后，将得到的黑色固体浸泡在2mol/L的NaOH水溶液中24小时以除去二氧化硅，洗涤和干燥后获得有序介孔碳包埋纳米零价铁材料；
[0050] 所述的可溶性酚醛树脂溶液制备方法同实施例1。
[0051] 对比例2一种有序介孔碳包埋纳米零价铁材料的制备方法
[0052] 在42℃下，将1.4g嵌段式聚醚Pluronic F127分散于7.5g乙醇中，搅拌0.5h，获得澄清溶液A；0.8g六水合氯化铁、0.17g柠檬酸钠、溶解在7.5g可溶性酚醛树脂中形成溶液B；将A和B液混合在一起不断搅拌，搅拌速率350r/min，边搅拌加入1.9g正硅酸四乙酯，2h后停止搅拌得到混合凝胶，将混合凝胶转移至培养皿，室温25℃下蒸发溶剂，转移至烘箱在100℃下进行热聚合24h，得到聚合物膜；将聚合物膜置于瓷舟，放入管式炉氮气氛围下加热，以升温速率1℃/min，从室温25℃升温至350℃后保温2h，随后以升温速率2℃/min，从350℃升温至900℃后保温3h；自然冷却至室温25℃后，将得到的黑色固体浸泡在2mol/L的NaOH水溶液中24小时以除去二氧化硅，洗涤和干燥后获得有序介孔碳包埋纳米零价铁材料。
[0053] 所述的可溶性酚醛树脂溶液制备方法同实施例1。
[0054] 对比例3一种有序介孔碳包埋纳米零价铁材料的制备方法
[0055] 在42℃下，将1.4g嵌段式聚醚Pluronic F127分散于7.5g乙醇中，搅拌0.5h，获得澄清溶液A；0.8g六水合氯化铁溶解在7.5g可溶性酚醛树脂中形成溶液B；将A和B液混合在一起不断搅拌，搅拌速率350r/min，边搅拌加入1.9g正硅酸四乙酯，2h后停止搅拌得到混合凝胶，将混合凝胶转移至培养皿，室温25℃下蒸发溶剂，转移至烘箱在100℃下进行热聚合24h，得到聚合物膜；将聚合物膜置于瓷舟，放入管式炉氮气氛围下加热，以升温速率1℃/min，从室温25℃升温至350℃后保温2h，随后以升温速率2℃/min，从350℃升温至900℃后保温3h；自然冷却至室温25℃后，将得到的黑色固体浸泡在2mol/L的NaOH水溶液中24小时以除去二氧化硅，洗涤和干燥后获得有序介孔碳包埋纳米零价铁材料。
[0056] 所述的可溶性酚醛树脂溶液制备方法同实施例1。
[0057] 测试例有序介孔碳包埋纳米零价铁材料的比表面积和氮元素含量测试
[0058] 有序介孔碳包埋纳米零价铁材料的比表面积和氮元素含量测试结果如表1所示。
[0059] 表1有序介孔碳包埋纳米零价铁材料的比表面积测试结果和氮元素含量结果[0060] 比表面积(m2/g) 氮元素含量(％)实施例1 735.3 0.5
对比例1 669.7 0.3
对比例2 634.9 /
对比例3 612.5 /
[0061] 由测试结果和具体方式可以看出，不加柠檬酸钠、1‑丁基‑3‑甲基咪唑氯盐制备的有序介孔碳包埋纳米零价铁材料的比表面积最低；加入柠檬酸钠、1‑丁基‑3‑甲基咪唑氯盐中一种，制备的有序介孔碳包埋纳米零价铁材料的比表面积有所提高；加入柠檬酸钠和1‑丁基‑3‑甲基咪唑氯盐的实施例1有最高比表面积。这些结果可能是柠檬酸钠和1‑丁基‑3‑甲基咪唑氯盐在高温下能作为刻蚀碳基体的活化试剂，增加对介孔碳基体的刻蚀，从而提高材料的比表面积。
[0062] 加入柠檬酸钠和1‑丁基‑3‑甲基咪唑氯盐制备的实施例1比只加入1‑丁基‑3‑甲基咪唑氯盐制备的对比例1相比，氮含量有所上升。这表明虽然柠檬酸钠和1‑丁基‑3‑甲基咪唑氯盐增加了对碳基体的刻蚀，却加强了氮原子在碳骨架结构的掺杂，更多的氮掺杂可能提高材料的电子转移速率，提高材料的催化性能。
[0063] 实施例2pH对有序介孔碳包埋纳米零价铁材料去除Cr6+的影响
[0064] 用0.1mol/L的NaOH和0.1mol/L的HNO3调节2000mg/L的Cr6+标准溶液，获得浓度为6+ 6+
80mg/L、pH值分别为3，4，5，6，7，8，9的Cr 溶液；取250ml不同pH的Cr 溶液于锥形瓶，平行设定三组，分别加入100mg实施例1制备的有序介孔碳包埋纳米零价铁材料，将锥形瓶放上摇床，25℃下，以150r/min，震荡2h；取上清液过0.45μm滤膜后测试吸光度，计算去除率，取
6+
其平均值。结果如图2所示，可以看出随着pH增加，有序介孔碳包埋纳米零价铁材料Cr 的去+ 6+
除先上升后下降明显。这可能是在酸性条件，溶液中有大量H ，可以促进反应向利于Cr 还
6+ 3+ +
原的方向移动，并进一步发生氧化还原反应，使Cr 还原成Cr ；H也可以有效抑制表面沉淀
6+
物的形成，使其表面的活性位不被掩蔽，从而使Cr 与活性反应位点充分接触；同时，pH还会
6+
影响Cr 的存在形态和表面有序介孔碳包埋纳米零价铁材料表面状态，当溶液由酸性变为
6+ ‑ 2‑ 2‑ ‑
碱性时，Cr 的离子形态会由HCrO4 转变为CrO4 或Cr2O7 ，HCrO4相较于其他离子形态具有
6+
低吸附自由能，更加容易被吸附；当溶液pH较高，负电荷表面与Cr 之间会产生静电斥力抑
6+ ‑ 3+ ‑
制Cr 的吸附，造成去除率的降低；OH 浓度过大，Fe 与OH会表面形成铁氢氧化物钝化层，
6+ 6+
阻碍与Cr 之间的电子传递，使Cr 还原去除效率降低。
[0065] 实施例3有序介孔碳包埋纳米零价铁材料对Cr6+去除的应用
[0066] 将250mLpH＝4的Cr6+溶液，浓度为50mg/L、100mg/L、150mg/L、200mg/L，平行设定三组，分别加入100mg实施例1制备有序介孔碳包埋纳米零价铁材料，将锥形瓶放上摇床，25℃6+
下，以150r/min，震荡2h；每隔20min，吸取5mL上清液过0.45μm滤膜后测试吸光度，计算Cr
6+
的去除量，取其平均值。结果如图3所示，可以看出随着初始Cr 浓度的增加，去除量也增大，
6+
对Cr 的去除量达123.6mg/g。
[0067] 取1000mg上述完成吸附实验的有序介孔碳包埋纳米零价铁材料，在500mL 0.2mol/L的盐酸中浸泡2h，用磁铁分离不溶物、洗涤、置于恒温烘箱在60℃干燥6h；取500mg干燥后的材料于500mL浓度为0.2mol/L NaBH4的水溶液，25℃下，以150r/min，震荡脱附8h后用磁铁分离，洗涤后，置于恒温烘箱在60℃干燥6h；按本实施例的试验方法，在浓度为
6+
200mg/L的Cr 溶液再次完成试验。测试结果如图4所示，在连续进行五次再生实验后，吸附量仍然能保持初始值的85.1％，这表明本发明制备的有序介孔碳包埋纳米零价铁材料可以
6+
重复用于水体中的Cr 去除。
[0068] 应用例有序介孔碳包埋纳米零价铁材料对Cr6+去除
[0069] 将250mLpH＝4的浓度为80mg/L的Cr6+溶液放入锥形瓶，分别加入100mg实施例1和对比例1～3制备有序介孔碳包埋纳米零价铁材料，每组实施例和对比例平行设置3组，将这些锥形瓶放上摇床，25℃下，以150r/min，震荡2h；上清液过0.45μm滤膜后测试吸光度，计算6+ 6+
Cr 的去除量，取其平均值，计算去除率。结果表明有序介孔碳包埋纳米零价铁材料Cr 去
6+
除符合一级反应动力学方程，拟合的表观速率常数Kobs和Cr 去除率的结果如表1所示。Kobs的大小反映了反应速率的快慢，一般来说，Kobs越大代表反应速率越快。
[0070] 由实施例1和对比例1～3的测试结果可以看出，不加柠檬酸钠、1‑丁基‑3‑甲基咪6+
唑氯盐制备的有序介孔碳包埋纳米零价铁材料表观速率常数Kobs和Cr 去除率最低；加入柠檬酸钠、1‑丁基‑3‑甲基咪唑氯盐中一种，制备的有序介孔碳包埋纳米零价铁材料表观速率
6+
常数Kobs和Cr 去除率有所上升；添加柠檬酸钠、1‑丁基‑3‑甲基咪唑氯盐制备的有序介孔碳
6+ 3+
包埋纳米零价铁材料的表观速率常数Kobs和Cr 去除率最高。这可能是因为柠檬酸钠的Fe
3+
配位作用，让Fe 更好的在混合凝胶中均匀分散，高温碳化时铁物种被原位还原不易形成团聚和堵塞介孔碳的孔道结构；1‑丁基‑3‑甲基咪唑氯盐和柠檬酸钠起到了协同作用，提高了
3+
Fe 的配位效果让铁物种分布更均匀。同时，在介孔碳中引入了氮元素，提高了电子转移速率，使得有序介孔碳包埋纳米零价铁材料具有更多的活性位点；氮的掺入也可能改善介孔
6+
碳孔道表面的浸润性，增强有序介孔碳包埋纳米零价铁材料与Cr 接触的几率；极大的增强
6+
了Cr 去除效果。
[0071] 表2不同有序介孔碳包埋纳米零价铁材料对Cr6+去除率
[0072] Kobs(min‑1) Cr6+去除率(％)实施例1 0.46 95.2
对比例1 0.29 73.6
对比例2 0.16 65.7
对比例3 0.091 46.3
[0073] 以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
