本发明涉及环境催化材料技术领域，具体涉及一种蒸发诱导自组装制备磁性多级孔结构复合材料的方法。
背景技术：
目前，制备磁性多级孔结构复合材料的技术主要有表面负载和限阈生长两种方法，表面负载是最传统的制备磁性多级孔结构复合材料的方法，此种制备方法的缺点是使活性组分分散不均匀，导致其催化活性易流失，应用受到一定的限制。限阈生长以茂铁长链表面活性剂为模板剂制备含铁多级孔结构复合材料为代表，此种方法的缺点是含金属长链表面活性剂制备流程繁琐，历时长，产量低，导致其产业化难度大。本发明的发明人经过研究发现，这些制备方法都存在一些缺点，如何制备磁性多级孔结构复合材料，增强其催化活性，成为目前亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种蒸发诱导自组装制备磁性多级孔结构复合材料的方法，该方法制成的磁性多级孔结构复合材料催化性能高，可作为非均相催化剂用于染料废水降解。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
一种蒸发诱导自组装制备磁性多级孔结构复合材料的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)、称取2.3～4.6g的P123或F127表面活性剂溶于15～30ml的无水乙醇中，将盛有无水乙醇的烧杯放于恒温磁力搅拌机上，常温密封搅拌0.5～1h至完全溶解后，加入0.148～5.2g硝酸铁；
(2)、量取2.28～4.56ml的正辛烷滴加到步骤(1)的溶液中，常温密封搅拌2～4h，且所述P123或F127与正辛烷的摩尔比为0.028～0.030；
(3)、称取1.602～3.204g二茂铁溶于步骤(2)的混合溶液中，常温密封搅拌2～4h，且所述硝酸铁与二茂铁中铁的物质的量的比为0～70；
(4)、在步骤(3)的混合溶液中添加4.5～9ml的正硅酸乙酯，常温密封搅拌12～24h，且所述正硅酸乙酯中的硅与二茂铁和硝酸铁中铁的物质的量的比为50：1～5：7；
(5)、取出烧杯将步骤(4)中的反应液转入90ml的培养皿中，室温蒸发3～4d；
(6)、将培养皿放入60～80℃中的恒温鼓风干燥箱中干燥3～24h；
(7)、将干燥后的样品置于马弗炉中，在氧气气氛下，加热升温至300～550℃，加热升温的速度为11℃/min，并在300～550℃的温度下焙烧6h，即采用氧气气氛锻烧有效地去除孔内的有机分子链，使磁性氧化铁均匀地分布在磁性多极孔结构复合材料的内表面上；
(8)、自燃冷却后研磨得到样品，放于干燥箱中备用。
进一步，所述步骤(1)中表面活性剂为P123，制备的磁性多级孔结构复合材料为六方孔道结构。
进一步，所述步骤(1)中表面活性剂为F127，制备的磁性多级孔结构复合材料为立方孔道结构。
与现有技术相比，本发明提供的蒸发诱导自组装制备磁性多级孔结构复合材料的方法，在溶解P123或F127表面活性剂的无水乙醇中加入硝酸铁与乙醇络合，并加入正辛烷作为共溶剂和扩孔剂，二茂铁作为孔内的铁源和扩孔剂即起到一定的扩孔作用，硝酸铁铁源在多级孔结构复合材料内部均匀分布，因而能够形成不同的孔道结构，如六方孔道结构和立方孔道结构，不同含量的磁性纳米粒子如铁离子嵌入或包埋在多级孔结构复合材料的内表面或者外表面，制成催化活性组分高度分散的磁性多级孔结构复合材料，因而该方法制成的磁性多级孔结构复合材料催化性能高，可作为非均相催化剂用于染料废水降解。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。
实施方式1：
一种蒸发诱导自组装制备磁性多级孔结构复合材料的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)、称取2.3g的P123表面活性剂溶于15的无水乙醇中，将盛有无水乙醇的烧杯放于恒温磁力搅拌机上，常温密封搅拌0.5h至完全溶解后，加入0.148g硝酸铁；
(2)、量取2.28ml的正辛烷滴加到步骤(1)的溶液中，常温密封搅拌2h，且所述P123与正辛烷的摩尔比为0.028；
(3)、称取1.602g二茂铁溶于步骤(2)的混合溶液中，常温密封搅拌2h，且所述硝酸铁与二茂铁中铁的物质的量的比为1：3；
(4)、在步骤(3)的混合溶液中添加4.5ml的正硅酸乙酯(TEOS)，常温密封搅拌12h，且所述正硅酸乙酯中的硅与二茂铁和硝酸铁中铁的物质的量的比为9：1；
(5)、取出烧杯将步骤(4)中的反应液转入90ml的培养皿中，室温蒸发3d；
(6)、将培养皿放入60℃中的恒温鼓风干燥箱中干燥3h；
(7)、将干燥后的样品置于马弗炉中，在氧气气氛下，加热升温至300℃，加热升温的速度为11℃/min，并在300℃的温度下焙烧6h；
(8)、自燃冷却后研磨得到样品，该样品即为六方孔道磁性多级孔结构复合材料，并将该样品放于干燥箱中备用。
实施方式2：
一种蒸发诱导自组装制备磁性多级孔结构复合材料的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)、称取2.3g的F127表面活性剂溶于20ml的无水乙醇中，将盛有无水乙醇的烧杯放于恒温磁力搅拌机上，常温密封搅拌0.8h至完全溶解后，加入0.914g硝酸铁；
(2)、量取2.28ml的正辛烷滴加到步骤(1)的溶液中，常温密封搅拌3h，且所述F127与正辛烷的摩尔比为0.029；
(3)、称取1.602g二茂铁溶于步骤(2)的混合溶液中，常温密封搅拌3h，且所述硝酸铁与二茂铁中铁的物质的量的比为1：2；
(4)、在步骤(3)的混合溶液中添加4.5ml的正硅酸乙酯，常温密封搅拌12h，且所述正硅酸乙酯中的硅与二茂铁和硝酸铁中铁的物质的量的比为8：2；
(5)、取出烧杯将步骤(4)中的反应液转入90ml的培养皿中，室温蒸发3.5d；
(6)、将培养皿放入70℃中的恒温鼓风干燥箱中干燥12h；
(7)、将干燥后的样品置于马弗炉中，在氧气气氛下，加热升温至450℃，加热升温的速度为11℃/min，并在450℃的温度下焙烧6h；
(8)、自燃冷却后研磨得到样品，该样品即为立方孔道磁性多级孔结构复合材料，并将该样品放于干燥箱中备用。
实施方式3：
一种蒸发诱导自组装制备磁性多级孔结构复合材料的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)、称取4.6g的F127表面活性剂溶于30ml的无水乙醇中，将盛有无水乙醇的烧杯放于恒温磁力搅拌机上，常温密封搅拌1h至完全溶解后，加入1.602g硝酸铁；
(2)、量取4.56ml的正辛烷滴加到步骤(1)的溶液中，常温密封搅拌4h，且所述F127与正辛烷的摩尔比为0.030；
(3)、称取3.204g二茂铁溶于步骤(2)的混合溶液中，常温密封搅拌4h，且所述硝酸铁与二茂铁中铁的物质的量的比为2：3；
(4)、在步骤(3)的混合溶液中添加9ml的正硅酸乙酯，常温密封搅拌24h，且所述正硅酸乙酯中的硅与二茂铁和硝酸铁中铁的物质的量的比为5：7；
(5)、取出烧杯将步骤(4)中的反应液转入90ml的培养皿中，室温蒸发4d；
(6)、将培养皿放入80℃中的恒温鼓风干燥箱中干燥24h；
(7)、将干燥后的样品置于马弗炉中，在氧气气氛下，加热升温至550℃，加热升温的速度为11℃/min，并在550℃的温度下焙烧6h；
(8)、自燃冷却后研磨得到样品，该样品即为立方孔道磁性多级孔结构复合材料，并将该样品放于干燥箱中备用。
与现有技术相比，本发明提供的蒸发诱导自组装制备磁性多级孔结构复合材料的方法，在溶解P123或F127表面活性剂的无水乙醇中加入硝酸铁与乙醇络合，并加入正辛烷作为共溶剂和扩孔剂，二茂铁作为孔内的铁源和扩孔剂即起到一定的扩孔作用，硝酸铁铁源在多级孔结构复合材料内部均匀分布，因而能够形成不同的孔道结构，如六方孔道结构和立方孔道结构，不同含量的磁性纳米粒子如铁离子嵌入或包埋在多级孔结构复合材料的内表面或者外表面，制成催化活性组分高度分散的磁性多级孔结构复合材料，因而该方法制成的磁性多级孔结构复合材料催化性能高，可作为非均相催化剂用于染料废水降解。
本发明在制备磁性多级孔结构复合材料催化剂时：在有机溶剂乙醇溶液中，正辛烷能够以任意比与乙醇互溶，因此并没有起到扩孔的作用。而二茂铁与乙醇难溶，根据“相似相溶”原理，更容易溶解于正辛烷。因此，二茂铁的加入，会与正辛烷形成一个微乳液体系，会对扩孔起到一定的作用。同时，正辛烷与乙醇具有相似的挥发性，在自组装过程中，表面活性剂能够均匀地分散在乙醇溶液中，正辛烷也能够很容易地分散在乙醇溶液中，而二茂铁不能均匀地分散在乙醇溶液中，二茂铁能够均匀地分散在正辛烷体系中。在蒸发诱导自组装制备磁性多级孔结构复合材料过程中，通过蒸发，表面活性剂疏水基团聚集，亲水基团聚集，二茂铁溶解在正辛烷体系中，更容易和疏水基团结合，而远离亲水基团；通过蒸发诱导自组装，制备的磁性多级孔结构复合材料孔径可调，形成孔道结构各异的磁性多级孔结构复合材料，因而二茂铁也具有扩孔作用。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。