一种超支化聚合物基磁性多孔碳吸附材料及其制法的制作方法

本发明涉污水处理技术领域，具体为一种超支化聚合物基磁性多孔碳吸附材料及其制法。

背景技术：

我国的水资源总量丰富，但是自然水资源分布不均匀，我国有三百多个城市和两亿多人口人缺水，人均占有量置于世界人均的六分之一，然而近年来我国的水资源质量不断下降，水环境持续恶化，由污染所导致的缺水和事故不断发生，不仅使工厂停产、农业减产甚至绝收，而且造成了不良的社会影响和较大的经济损失，严重地威胁了社会的可持续发展，威胁了人类的生存，污染物主要来源于未经处理而排放的工业废水；未经处理而排放的生活污水；大量使用化肥、农药、除草剂而造成的农田污水；堆放在河边的工业废弃物和生活垃圾；森林砍伐，水土流失；过度开采，产生的矿山污水，污染物主要有无机污染物，如酸、碱、氧化剂，以及铜、镉、汞等重金属离子及其化合物；有机污染物主要有乙二醇等烷基化合物、苯酚等芳香族化合物，二氯乙烷等卤化物。

目前对于污水处理主要有物理吸附法、物理絮凝法、化学中和法、化学沉淀法等，物理吸附材料主要有多孔沸石、硅藻土、碳材料吸附剂等，多孔材料是一种相互连通的孔隙构成三维空间网络结构的材料，比表面积高，孔隙结构发达、化学稳定性良好，是一种应用广泛的物理吸附剂，将多孔碳材料与fe3o4复合形成磁性吸附材料，可以提高吸附剂的吸附范围，并且可以通过外加磁场对吸附剂进行回收，大多使用物理共混的方法，将多孔碳和fe3o4进行复合，fe3o4与多孔碳材料之间的作用力很小，在污水处理时很容易与多孔碳材料分离，使吸附材料使其磁性，不将降低多孔碳材料的吸附效率，同时容易再次二次污染。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种超支化聚合物基磁性多孔碳吸附材料及其制法，解决了fe3o4和多孔碳材料之间很容易分离的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超支化聚合物基磁性多孔碳吸附材料，包括以下按重量份数计的配方原料及组分：2-4份fecl3、1-2份fecl2、18-22份端氨基超支化聚合物、25-30份二酐单体、45-56份聚丙烯腈。

优选的，所述二酐单体为苝四甲酸二酐。

优选的，所述端氨基超支化聚合物制备方法包括以下步骤：

(1)向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂，再加入三(4-氨苯基)胺和间苯二甲醛，将反应瓶置于气氛油浴锅中并通入氮气，加热至140-160℃匀速搅拌反应2-4h，将溶液置于冰水浴中冷却，加入蒸馏水直至有大量沉淀析出，将溶液过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到端氨基超支化聚合物。

优选的，所述三(4-氨苯基)胺和间苯二甲醛的质量比为1.5-3:1。

优选的，所述气氛油浴锅包括油浴锅体、油浴锅体上方设置有卡槽，卡槽内部与油浴锅盖活动连接，油浴锅盖的下方活动连接有调节器，调节器与固定夹固定连接、油浴锅体的左侧固定连接有输气管、输气管与输气阀活动连接，油浴锅体的右侧与出气管固定连接，出气管活动连接有出气阀，油浴锅体内装有硅油、油浴锅体的内部活动连接有加热圈，油浴锅体的下侧与底座固定连接，底座的上方固定连接有反应瓶载台，底座的内部设置有搅拌装置，搅拌装置固定连接有搅拌扇片，搅拌扇片的上表面活动连接有磁铁。

优选的，所述超支化聚合物基磁性多孔碳吸附材料

(1)向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂，加入18-22份端氨基超支化聚合物和25-30份二酐单体苝四甲酸二酐，搅拌均匀后将反应瓶置于气氛油浴锅中并通入氮气，加热至160-200℃，匀速搅拌反应10-15h，向溶液中加入2-4份fecl3、1-2份fecl2，匀速搅拌反应8-12h，将反应瓶置于冰水浴中冷却，加入蒸馏水直至有大量沉淀形成，过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，固体产物置于真空干燥箱中，在150-180℃下加热40-60min，在280-320℃下加热1-1.5h，在360-380℃下加热1-1.5h，进行热亚胺化处理，制备得到fe掺杂聚酰亚胺基超支化聚合物。

(2)向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂、加入fe掺杂聚酰亚胺基超支化聚合物和20-36份聚丙烯腈，将溶液加热至70-80℃，匀速搅拌15-20h，形成静电纺丝液，静电纺丝机电压为18-21kv，静电纺丝溶液流速为0.8-1.2ml/h，静电纺丝的接收器与注射器针头之间的水平接收距离为15-20cm，进行静电纺丝过程，制备聚酰亚胺纳米纤维。

(3)将纳米纤维前驱体置于气氛电阻炉中并通入氩气，升温速率为5-10℃/min，升温至320-360℃，活化处理30-60min，继续升温至940-980℃，保温煅烧1-2h，煅烧产物即为超支化聚合物基磁性多孔碳吸附材料。

(三)有益的技术效果

与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：

该一种超支化聚合物基磁性多孔碳吸附材料，以三(4-氨苯基)胺和间苯二甲醛通过缩合反应，生成三维网络结构的端氨基超支化聚合物，再与苝四甲酸二酐发生开环缩合反应，最后通过热亚胺化，生成孔道丰富的聚酰亚胺基超支化聚合物，再加入fecl3和fecl2，fe³⁺和fe²⁺与苝四甲酸二酐开环的羧基形成络合，使fe³⁺和fe²⁺均匀分散在聚酰亚胺基超支化聚合物中，苝四甲酸二酐的双萘环具有很强的刚性结构，可以增强聚酰亚胺基超支化聚合物的刚性，提高了聚酰亚胺基超支化聚合物的玻璃化转变温度，再与聚丙烯腈复合形成纳米纤维材料，进一步缩小粒径，增强比表面积，在高温炭化过程中，其刚性的三维孔道结构没有发生坍塌和塌陷，形成了孔隙非常发达的三维网络多孔碳。

该一种超支化聚合物基磁性多孔碳吸附材料，fe³⁺和fe²⁺与苝四甲酸二酐开环的羧基形成络合，使fe³⁺和fe²⁺被吸附，均匀分散在聚酰亚胺基超支化聚合物中，在高温炭化过程中生成的fe3o4牢牢地嵌入多孔碳的内部，难以脱落和分离，fe3o4可以促进多孔碳材料吸附铜、镉等重金属离子，以及亚甲基蓝等阳离子有机染料，增强了多孔碳材料的吸附性能，同时分散均匀的fe3o4用量很少，但是赋予了多孔碳材料的良好的磁性，可以通过外加磁场对吸附剂进行回收，避免二次污染。

附图说明

图1是油浴锅体正面示意图；

图2是油浴锅盖正面示意图；

图3是固定夹调节示意图。

1、油浴锅体；2、卡槽；3、油浴锅盖；4、调节器；5、固定夹；6、输气管；7、输气阀；8、出气管；9、出气阀；10、硅油；11、加热圈；12、底座；13、反应瓶载台；14、搅拌装置；15、搅拌扇片；16、磁铁。

具体实施方式

为实现上述目的，本发明提供如下具体实施方式和实施例：一种超支化聚合物基磁性多孔碳吸附材料，包括以下按重量份数计的配方原料及组分：2-4份fecl3、1-2份fecl2、18-22份端氨基超支化聚合物、45-56份聚丙烯腈、25-30份二酐单体，二酐单体为苝四甲酸二酐。

端氨基超支化聚合物制备方法包括以下步骤：

(1)向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂，再加入三(4-氨苯基)胺和间苯二甲醛，两者质量比为1.5-3:1，将反应瓶置于气氛油浴锅中并通入氮气，气氛油浴锅包括油浴锅体、油浴锅体上方设置有卡槽，卡槽内部与油浴锅盖活动连接，油浴锅盖的下方活动连接有调节器，调节器与固定夹固定连接、油浴锅体的左侧固定连接有输气管、输气管与输气阀活动连接，油浴锅体的右侧与出气管固定连接，出气管活动连接有出气阀，油浴锅体内装有硅油、油浴锅体的内部活动连接有加热圈，油浴锅体的下侧与底座固定连接，底座的上方固定连接有反应瓶载台，底座的内部设置有搅拌装置，搅拌装置固定连接有搅拌扇片，搅拌扇片的上表面活动连接有磁铁，加热至140-160℃匀速搅拌反应2-4h，将溶液置于冰水浴中冷却，加入蒸馏水直至有大量沉淀析出，将溶液过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到端氨基超支化聚合物。

超支化聚合物基磁性多孔碳吸附材料

(1)向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂，加入18-22份端氨基超支化聚合物和25-30份二酐单体苝四甲酸二酐，搅拌均匀后将反应瓶置于气氛油浴锅中并通入氮气，加热至160-200℃，匀速搅拌反应10-15h，向溶液中加入2-4份fecl3、1-2份fecl2，匀速搅拌反应8-12h，将反应瓶置于冰水浴中冷却，加入蒸馏水直至有大量沉淀形成，过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，固体产物置于真空干燥箱中，在150-180℃下加热40-60min，在280-320℃下加热1-1.5h，在360-380℃下加热1-1.5h，进行热亚胺化处理，制备得到fe掺杂聚酰亚胺基超支化聚合物。

(2)向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂、加入fe掺杂聚酰亚胺基超支化聚合物和20-36份聚丙烯腈，将溶液加热至70-80℃，匀速搅拌15-20h，形成静电纺丝液，静电纺丝机电压为18-21kv，静电纺丝溶液流速为0.8-1.2ml/h，静电纺丝的接收器与注射器针头之间的水平接收距离为15-20cm，进行静电纺丝过程，制备聚酰亚胺纳米纤维。

(3)将纳米纤维前驱体置于气氛电阻炉中并通入氩气，升温速率为5-10℃/min，升温至320-360℃，活化处理30-60min，继续升温至940-980℃，保温煅烧1-2h，煅烧产物即为超支化聚合物基磁性多孔碳吸附材料。

实施例1

(1)制备端氨基超支化聚合物组分1：向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂，再加入三(4-氨苯基)胺和间苯二甲醛，两者质量比为1.5:1，将反应瓶置于气氛油浴锅中并通入氮气，气氛油浴锅包括油浴锅体、油浴锅体上方设置有卡槽，卡槽内部与油浴锅盖活动连接，油浴锅盖的下方活动连接有调节器，调节器与固定夹固定连接、油浴锅体的左侧固定连接有输气管、输气管与输气阀活动连接，油浴锅体的右侧与出气管固定连接，出气管活动连接有出气阀，油浴锅体内装有硅油、油浴锅体的内部活动连接有加热圈，油浴锅体的下侧与底座固定连接，底座的上方固定连接有反应瓶载台，底座的内部设置有搅拌装置，搅拌装置固定连接有搅拌扇片，搅拌扇片的上表面活动连接有磁铁，加热至140℃匀速搅拌反应2h，将溶液置于冰水浴中冷却，加入蒸馏水直至有大量沉淀析出，将溶液过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到端氨基超支化聚合物组分1。

(2)制备fe掺杂聚酰亚胺基超支化聚合物组分1：向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂，加入18份端氨基超支化聚合物组分1和25份二酐单体苝四甲酸二酐，搅拌均匀后将反应瓶置于气氛油浴锅中并通入氮气，加热至160℃，匀速搅拌反应10h，向溶液中加入2份fecl3、1份fecl2，匀速搅拌反应8h，将反应瓶置于冰水浴中冷却，加入蒸馏水直至有大量沉淀形成，过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，固体产物置于真空干燥箱中，在150℃下加热40min，在280℃下加热1h，在360℃下加热1h，进行热亚胺化处理，制备得到fe掺杂聚酰亚胺基超支化聚合物组分1。

(3)制备聚酰亚胺纳米纤维组分1：向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂、加入fe掺杂聚酰亚胺基超支化聚合物组分1和56份聚丙烯腈，将溶液加热至70℃，匀速搅拌15h，形成静电纺丝液，静电纺丝机电压为18kv，静电纺丝溶液流速为0.8ml/h，静电纺丝的接收器与注射器针头之间的水平接收距离为15cm，进行静电纺丝过程，制备聚酰亚胺纳米纤维组分1。

(4)制备超支化聚合物基磁性多孔碳吸附材料1：将纳米纤维前驱体组分1置于气氛电阻炉中并通入氩气，升温速率为5℃/min，升温至320℃，活化处理30min，继续升温至940℃，保温煅烧1h，煅烧产物即为超支化聚合物基磁性多孔碳吸附材料1。

实施例2

(1)制备端氨基超支化聚合物组分2：向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂，再加入三(4-氨苯基)胺和间苯二甲醛，两者质量比为3:1，将反应瓶置于气氛油浴锅中并通入氮气，气氛油浴锅包括油浴锅体、油浴锅体上方设置有卡槽，卡槽内部与油浴锅盖活动连接，油浴锅盖的下方活动连接有调节器，调节器与固定夹固定连接、油浴锅体的左侧固定连接有输气管、输气管与输气阀活动连接，油浴锅体的右侧与出气管固定连接，出气管活动连接有出气阀，油浴锅体内装有硅油、油浴锅体的内部活动连接有加热圈，油浴锅体的下侧与底座固定连接，底座的上方固定连接有反应瓶载台，底座的内部设置有搅拌装置，搅拌装置固定连接有搅拌扇片，搅拌扇片的上表面活动连接有磁铁，加热至140℃匀速搅拌反应4h，将溶液置于冰水浴中冷却，加入蒸馏水直至有大量沉淀析出，将溶液过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到端氨基超支化聚合物组分2。

(2)制备fe掺杂聚酰亚胺基超支化聚合物组分2：向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂，加入19份端氨基超支化聚合物组分2和26.5份二酐单体苝四甲酸二酐，搅拌均匀后将反应瓶置于气氛油浴锅中并通入氮气，加热至200℃，匀速搅拌反应10h，向溶液中加入2.5份fecl3、1.25份fecl2，匀速搅拌反应8h，将反应瓶置于冰水浴中冷却，加入蒸馏水直至有大量沉淀形成，过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，固体产物置于真空干燥箱中，在150℃下加热4060min，在280℃下加热1.5h，在380℃下加热1.5h，进行热亚胺化处理，制备得到fe掺杂聚酰亚胺基超支化聚合物组分2。

(3)制备聚酰亚胺纳米纤维组分2：向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂、加入fe掺杂聚酰亚胺基超支化聚合物组分2和53份聚丙烯腈，将溶液加热至80℃，匀速搅拌15h，形成静电纺丝液，静电纺丝机电压为21kv，静电纺丝溶液流速为1.2ml/h，静电纺丝的接收器与注射器针头之间的水平接收距离为15cm，进行静电纺丝过程，制备聚酰亚胺纳米纤维组分2。

(4)制备超支化聚合物基磁性多孔碳吸附材料2：将纳米纤维前驱体组分2置于气氛电阻炉中并通入氩气，升温速率为10℃/min，升温至320℃，活化处理60min，继续升温至940℃，保温煅烧2h，煅烧产物即为超支化聚合物基磁性多孔碳吸附材料2。

实施例3

(1)制备端氨基超支化聚合物组分3：向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂，再加入三(4-氨苯基)胺和间苯二甲醛，两者质量比为2.2:1，将反应瓶置于气氛油浴锅中并通入氮气，气氛油浴锅包括油浴锅体、油浴锅体上方设置有卡槽，卡槽内部与油浴锅盖活动连接，油浴锅盖的下方活动连接有调节器，调节器与固定夹固定连接、油浴锅体的左侧固定连接有输气管、输气管与输气阀活动连接，油浴锅体的右侧与出气管固定连接，出气管活动连接有出气阀，油浴锅体内装有硅油、油浴锅体的内部活动连接有加热圈，油浴锅体的下侧与底座固定连接，底座的上方固定连接有反应瓶载台，底座的内部设置有搅拌装置，搅拌装置固定连接有搅拌扇片，搅拌扇片的上表面活动连接有磁铁，加热至150℃匀速搅拌反应3h，将溶液置于冰水浴中冷却，加入蒸馏水直至有大量沉淀析出，将溶液过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到端氨基超支化聚合物组分3。

(2)制备fe掺杂聚酰亚胺基超支化聚合物组分3：向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂，加入20份端氨基超支化聚合物组分3和27份二酐单体苝四甲酸二酐，搅拌均匀后将反应瓶置于气氛油浴锅中并通入氮气，加热至180℃，匀速搅拌反应12h，向溶液中加入3份fecl3、1.5份fecl2，匀速搅拌反应10h，将反应瓶置于冰水浴中冷却，加入蒸馏水直至有大量沉淀形成，过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，固体产物置于真空干燥箱中，在165℃下加热50min，在300℃下加热1.2h，在370℃下加热1.2h，进行热亚胺化处理，制备得到fe掺杂聚酰亚胺基超支化聚合物组分3。

(3)制备聚酰亚胺纳米纤维组分3：向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂、加入fe掺杂聚酰亚胺基超支化聚合物组分3和51份聚丙烯腈，将溶液加热至75℃，匀速搅拌18h，形成静电纺丝液，静电纺丝机电压为20kv，静电纺丝溶液流速为1ml/h，静电纺丝的接收器与注射器针头之间的水平接收距离为18cm，进行静电纺丝过程，制备聚酰亚胺纳米纤维组分3。

(4)制备超支化聚合物基磁性多孔碳吸附材料3：将纳米纤维前驱体组分3置于气氛电阻炉中并通入氩气，升温速率为8℃/min，升温至340℃，活化处理45min，继续升温至960℃，保温煅烧1.5h，煅烧产物即为超支化聚合物基磁性多孔碳吸附材料3。

实施例4

(1)制备端氨基超支化聚合物组分4：向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂，再加入三(4-氨苯基)胺和间苯二甲醛，两者质量比为3:1，将反应瓶置于气氛油浴锅中并通入氮气，气氛油浴锅包括油浴锅体、油浴锅体上方设置有卡槽，卡槽内部与油浴锅盖活动连接，油浴锅盖的下方活动连接有调节器，调节器与固定夹固定连接、油浴锅体的左侧固定连接有输气管、输气管与输气阀活动连接，油浴锅体的右侧与出气管固定连接，出气管活动连接有出气阀，油浴锅体内装有硅油、油浴锅体的内部活动连接有加热圈，油浴锅体的下侧与底座固定连接，底座的上方固定连接有反应瓶载台，底座的内部设置有搅拌装置，搅拌装置固定连接有搅拌扇片，搅拌扇片的上表面活动连接有磁铁，加热至160℃匀速搅拌反应2h，将溶液置于冰水浴中冷却，加入蒸馏水直至有大量沉淀析出，将溶液过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到端氨基超支化聚合物组分4。

(2)制备fe掺杂聚酰亚胺基超支化聚合物组分4：向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂，加入21份端氨基超支化聚合物组分4和28.5份二酐单体苝四甲酸二酐，搅拌均匀后将反应瓶置于气氛油浴锅中并通入氮气，加热至160℃，匀速搅拌反应15h，向溶液中加入4份fecl3、2份fecl2，匀速搅拌反应12h，将反应瓶置于冰水浴中冷却，加入蒸馏水直至有大量沉淀形成，过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，固体产物置于真空干燥箱中，在150℃下加热60min，在280℃下加热1h，在380℃下加热1.5h，进行热亚胺化处理，制备得到fe掺杂聚酰亚胺基超支化聚合物组分4。

(3)制备聚酰亚胺纳米纤维组分4：向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂、加入fe掺杂聚酰亚胺基超支化聚合物组分4和48份聚丙烯腈，将溶液加热至70℃，匀速搅拌20h，形成静电纺丝液，静电纺丝机电压为18kv，静电纺丝溶液流速为1.2ml/h，静电纺丝的接收器与注射器针头之间的水平接收距离为20cm，进行静电纺丝过程，制备聚酰亚胺纳米纤维组分4。

(4)制备超支化聚合物基磁性多孔碳吸附材料4：将纳米纤维前驱体组分4置于气氛电阻炉中并通入氩气，升温速率为5℃/min，升温至360℃，活化处理30min，继续升温至980℃，保温煅烧1h，煅烧产物即为超支化聚合物基磁性多孔碳吸附材料4。

实施例5

(1)制备端氨基超支化聚合物组分5：向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂，再加入三(4-氨苯基)胺和间苯二甲醛，两者质量比为3:1，将反应瓶置于气氛油浴锅中并通入氮气，气氛油浴锅包括油浴锅体、油浴锅体上方设置有卡槽，卡槽内部与油浴锅盖活动连接，油浴锅盖的下方活动连接有调节器，调节器与固定夹固定连接、油浴锅体的左侧固定连接有输气管、输气管与输气阀活动连接，油浴锅体的右侧与出气管固定连接，出气管活动连接有出气阀，油浴锅体内装有硅油、油浴锅体的内部活动连接有加热圈，油浴锅体的下侧与底座固定连接，底座的上方固定连接有反应瓶载台，底座的内部设置有搅拌装置，搅拌装置固定连接有搅拌扇片，搅拌扇片的上表面活动连接有磁铁，加热至160℃匀速搅拌反应4h，将溶液置于冰水浴中冷却，加入蒸馏水直至有大量沉淀析出，将溶液过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到端氨基超支化聚合物组分5。

(2)制备fe掺杂聚酰亚胺基超支化聚合物组分5：向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂，加入22份端氨基超支化聚合物组分5和30份二酐单体苝四甲酸二酐，搅拌均匀后将反应瓶置于气氛油浴锅中并通入氮气，加热至200℃，匀速搅拌反应15h，向溶液中加入4份fecl3、2份fecl2，匀速搅拌反应12h，将反应瓶置于冰水浴中冷却，加入蒸馏水直至有大量沉淀形成，过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，固体产物置于真空干燥箱中，在180℃下加热60min，在320℃下加热1.5h，在380℃下加热1.5h，进行热亚胺化处理，制备得到fe掺杂聚酰亚胺基超支化聚合物组分5。

(3)制备聚酰亚胺纳米纤维组分5：向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂、加入fe掺杂聚酰亚胺基超支化聚合物组分5和20份聚丙烯腈，将溶液加热至80℃，匀速搅拌20h，形成静电纺丝液，静电纺丝机电压为21kv，静电纺丝溶液流速为1.2ml/h，静电纺丝的接收器与注射器针头之间的水平接收距离为20cm，进行静电纺丝过程，制备聚酰亚胺纳米纤维组分5。

(4)制备超支化聚合物基磁性多孔碳吸附材料5：将纳米纤维前驱体组分5置于气氛电阻炉中并通入氩气，升温速率为10℃/min，升温至360℃，活化处理60min，继续升温至980℃，保温煅烧2h，煅烧产物即为超支化聚合物基磁性多孔碳吸附材料5。

向1％的cu²⁺水溶液中加入10％的超支化聚合物基磁性多孔碳吸附材料1-5，静置24h，使用760crt双光束可见-紫外分光光度计测试cu²⁺的剩余浓度，cu²⁺吸附效率＝(0.01-cu²⁺剩余浓度)/0.01，测试标准为gb/t32992-2016。

综上所述，该一种超支化聚合物基磁性多孔碳吸附材料，以三(4-氨苯基)胺和间苯二甲醛通过缩合反应，生成三维网络结构的端氨基超支化聚合物，再与苝四甲酸二酐发生开环缩合反应，最后通过热亚胺化，生成孔道丰富的聚酰亚胺基超支化聚合物，再加入fecl3和fecl2，fe³⁺和fe²⁺与苝四甲酸二酐开环的羧基形成络合，使fe³⁺和fe²⁺均匀分散在聚酰亚胺基超支化聚合物中，苝四甲酸二酐的双萘环具有很强的刚性结构，可以增强聚酰亚胺基超支化聚合物的刚性，提高了聚酰亚胺基超支化聚合物的玻璃化转变温度，再与聚丙烯腈复合形成纳米纤维材料，进一步缩小粒径，增强比表面积，在高温炭化过程中，其刚性的三维孔道结构没有发生坍塌和塌陷，形成了孔隙非常发达的三维网络多孔碳。

fe³⁺和fe²⁺与苝四甲酸二酐开环的羧基形成络合，使fe³⁺和fe²⁺被吸附，均匀分散在聚酰亚胺基超支化聚合物中，在高温炭化过程中生成的fe3o4牢牢地嵌入多孔碳的内部，难以脱落和分离，fe3o4可以促进多孔碳材料吸附铜、镉等重金属离子，以及亚甲基蓝等阳离子有机染料，增强了多孔碳材料的吸附性能，同时分散均匀的fe3o4用量很少，但是赋予了多孔碳材料的良好的磁性，可以通过外加磁场对吸附剂进行回收，避免二次污染。