CN105600833A - 一种球状介孔氧化铁及其制备方法 - Google Patents
一种球状介孔氧化铁及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105600833A CN105600833A CN201510674183.XA CN201510674183A CN105600833A CN 105600833 A CN105600833 A CN 105600833A CN 201510674183 A CN201510674183 A CN 201510674183A CN 105600833 A CN105600833 A CN 105600833A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- iron oxide
- preparation
- solution
- ctab
- ddab
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 84
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 36
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 32
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 6
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 46
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 19
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 14
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 14
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 7
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- UMGXUWVIJIQANV-UHFFFAOYSA-M didecyl(dimethyl)azanium;bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCC[N+](C)(C)CCCCCCCCCC UMGXUWVIJIQANV-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 32
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 abstract description 20
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 10
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 4
- -1 arsenic ions Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- NQXWGWZJXJUMQB-UHFFFAOYSA-K iron trichloride hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Cl-].Cl[Fe+]Cl NQXWGWZJXJUMQB-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 8
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 7
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 6
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 6
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 4
- 238000009416 shuttering Methods 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 3
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 3
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 229910002588 FeOOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229940067573 brown iron oxide Drugs 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- RVPVRDXYQKGNMQ-UHFFFAOYSA-N lead(2+) Chemical compound [Pb+2] RVPVRDXYQKGNMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010985 leather Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000693 micelle Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000010200 validation analysis Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G49/00—Compounds of iron
- C01G49/02—Oxides; Hydroxides
- C01G49/06—Ferric oxide [Fe2O3]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/04—Particle morphology depicted by an image obtained by TEM, STEM, STM or AFM
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/30—Particle morphology extending in three dimensions
- C01P2004/32—Spheres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种球状介孔氧化铁及其制备方法，其中包括以下步骤：将定量的CTAB和DDAB加入到水中溶解，加入少量氨水搅拌后，再加入FeCl3·6H2O，继续搅拌得到具有红棕色沉淀的溶液，将溶液转移至反应釜中并置于恒温箱中进行水热反应，经离心，洗涤，干燥，研磨及煅烧得到带有介孔的球状氧化铁。本发明利用单/双阳离子表面活性剂为复合模板，得到表面介孔分布均匀且内部呈蜂窝状的介孔氧化铁球，孔径约为2～4nm，粒径为200～250nm。用此方法制备的球状介孔氧化铁对砷和铅等离子具有较大的吸附能力，因此对研制高效除砷、铅吸附材料具有重要的实际意义。
Description
技术领域
本发明属于材料合成技术领域，具体涉及一种球状介孔氧化铁及其制备方法。
背景技术
纳米氧化铁具有良好的耐候性、耐光性、磁性和对紫外线具有良好的吸收和屏蔽效应，可广泛应用于闪光涂料、油墨、塑料、皮革、汽车面漆、催化剂以及生物医学过程等方面，因此了解和掌握纳米氧化铁的各种制备方法无疑具有重要的现实意义。
近年来，纳米氧化铁的制备已经取得了较大的进展，对纳米氧化铁形貌的研究成为人们关注的焦点。例如，申请公布号为CN103754956A(申请号201310744725.7)的中国专利公开了一种可控形貌纳米氧化铁的水热合成方法，该专利通过水热法制备出了不同形貌的氧化铁，虽然形貌可控但制备的产品没有介孔，因此比表面积并未得到有效提高。申请公布号为CN101870500A(申请号201410489261.4)的中国专利公开了一种氧化铁纳米颗粒的制备方法，该实验过程中，水热反应需要较高的温度，所制备的产物只是单纯的无介孔纳米结构，比表面积较小。在氧化铁的研究领域中，颗粒状氧化铁的研究比较多，球状介孔氧化铁的报道却未曾见。另外，氧化铁具有复杂的晶相行为，晶化过程容易发生骨架坍塌，所以需要利用合适的表面活性剂或者其它添加剂来增强其骨架的强韧程度，这使得球状氧化铁的制备存在一定的困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种球状介孔氧化铁及其制备方法，以FeCl3·6H2O为原料，以CTAB和DDAB作复合模板，制备出的球状氧化铁具有均匀的介孔，该实验过程操作简单，耗能低。复合模板使产物具有更均匀的介孔，有效提高其比表面积。同时，在DDAB的影响下CTAB首先形成球状胶束，随后在氨水和DDAB的影响下胶束聚集成球状聚集体，加入铁源之后铁在亲水端水解，则得到内部呈蜂窝状的介孔氧化铁球。实验过程中氨水调节了溶剂的pH值，使得复合模板剂在溶液中能更稳定的存在，同时，也诱导了胶束的聚集。另外，氨水也起到了一定的催化作用，加快了铁源的水解，缩短了反应时间。
为实现上述目的本发明通过以下技术方案实现：
一种球状介孔氧化铁的制备方法，包括以下步骤：
(1)向水中分别加入十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和双十二烷基二甲基溴化铵(DDAB)，然后在该溶液中加入体积分数为20～25％的氨水溶液，混匀反应，得到混合溶液；
(2)将FeCl3·6H2O加入到上述混合溶液，混匀反应，得到溶液；
其中，所述FeCl3·6H2O:CTAB:DDAB:氨水溶液：水＝1:(0.05～0.08):(0.08～0.11):(0.16～0.18):(11～15)；
(3)将上述制得的溶液转移至反应釜后，置于恒温箱中进行水热反应；
(4)将上述水热反应后的溶液进行分离，洗涤，干燥，研磨后，在400～450℃条件下煅烧3～4h，得到球状介孔氧化铁粉末。
步骤(1)中，反应温度为32～37℃，最佳温度为35℃，在该温度下，CTAB、DDAB和氨水充分的混合，得到的模板骨架较牢固，不会坍塌，为水热反应提供良好基础。
步骤(1)中，搅拌混匀反应3～4h，优选搅拌混匀反应3h，将CTAB、DDAB和氨水充分搅拌均匀，利于复合模板剂和氨水充分发挥其作用，得到的模板骨架较牢固，不会坍塌，为水热反应提供良好基础。
步骤(2)中，搅拌混匀反应24～48h，优选搅拌混匀反应24h，FeCl3·6H2O与复合模板剂和氨水混合均匀，有利于水热反应充分进行。
步骤(3)中，恒温箱的温度为90～110℃，最佳温度为90℃，水热反应为20～24h，最佳水热反应时间为24h，在本发明所用CTAB和DDAB的比例下，若水热反应温度升高大于110℃，则部分产物破碎，形貌不均匀，且随水热反应温度升高，产物破碎越来越严重。若在该比例条件下增加水热反应时间大于24h，则颗粒状物质的直径会慢慢变大，但直径达到150nm左右时就不会再继续变大，且产物的分散性较差；反应时间较短小于20h时，产物团聚较严重。经过大量实验验证与分析，恒温箱的最佳温度为90℃，最佳水热反应时间为24h，在该条件下得到的产物形貌均匀，分散性最好，得到介孔分布均匀的球状氧化铁粉末。
步骤(4)中，干燥温度为50℃，干燥时间为12～24h(优选20h)。此干燥条件得到的产物的形貌及其性能最好。
步骤(4)中，最佳煅烧温度为400℃，最佳煅烧时间为3h。产物干燥之后是无定型的前驱体，煅烧实现晶型的转化。本发明所用煅烧温度低，煅烧时间短，减少能源消耗。
上述方法制备得到的球状介孔氧化铁，介孔分布均匀，孔径为2～4nm，粒径为200～250nm。
本发明制备得到的球状介孔氧化铁在吸附方面有更为广泛的应用，球状介孔氧化铁对砷、铅离子具有较大的吸附能力，因此在制备除砷、铅吸附材料具有潜在的应用价值。
本发明的有益效果是：
(1)由于氧化铁具有复杂的晶相行为，晶化过程容易发生骨架塌陷，反应中易形成各种羟基氧化铁如α-2FeOOH和β-2FeOOH等，使得介孔氧化铁的制备存在一定的难度，本发明以FeCl3·6H2O为原料，CTAB/DDAB为复合模板剂，得到的较为少见的球状介孔氧化铁大小均一、分散均匀、孔道明显，孔径约为2～4nm，粒径为200～250nm。产物骨架结构稳定，煅烧时不易坍塌。
本发明制得的氧化铁具有独特的结构，与单纯的球状结构比较，表面均匀分布的介孔及内部空腔有效增加了其比表面积，因此具有极大的潜在应用价值。用此方法制备的球状介孔氧化铁对砷和铅等离子具有较大的吸附能力，因此对研制高效除砷、铅吸附材料具有重要的实际意义。
(2)本发明中原料的质量比为FeCl3·6H2O:CTAB:DDAB:氨水溶液：水＝1:(0.05～0.08):(0.08～0.11):(0.16～0.18):(11～15)。在该CTAB和DDAB的质量比下，产物形成机理如下：由于DDAB的影响，CTAB首先形成小球状胶束。氨水将溶液pH值调至弱碱性，在该pH值下CTAB胶束聚集成球状聚集体，加入铁源之后，铁在亲水端水解。然后经过煅烧去除表面活性剂，得到球状介孔氧化铁。由于采用了CTAB和DDAB，二者很好的发挥协同作用，使所制备的球状氧化铁不仅具有介孔，而且其内部呈蜂窝状，增加了产物比表面积，介孔结构稳定，晶化过程不容易坍塌。另外，本发明在最后的煅烧过程中使产物由前驱体变为氧化铁，实现了晶化。
(3)本发明的氨水起到调节溶液pH值和催化作用。调节溶液pH值：复合模板剂在该pH值下形成的模板骨架较牢固，不会坍塌，同时能诱导已形成的CTAB胶束聚集成球状胶束聚集体。催化：加入铁源以后，氨水作为催化剂来加速铁源的水解，从而缩短反应时间。其中，氨水在本发明实验过程中的主要作用是调节溶液的pH值。采用合适配比量的氨水，使其既能充分发挥催化作用，又能调节溶液的pH值成为弱碱性。若是含量过少或过多，复合模板剂无法在弱碱性的条件下反应，该pH值下得到的模板骨架较牢固，不会坍塌，为水热反应提供良好基础，使在晶化过程中产物结构更加稳定。另外，适量的氨水加快了铁源的水解，缩短了反应时间。
(4)复合模板的添加量和反应条件对形成形貌为球状的介孔氧化铁至关重要。本发明采用了合适质量比的复合模板，当CTAB和DDAB的比例增加时，产物无规则形貌，团聚严重。CTAB和DDAB的比例下降时，产物为颗粒状，若在该比例条件下增加水热反应时间，则颗粒状物质的直径会慢慢变大，但直径达到150nm左右时就不会再继续变大，且产物的分散性较差。不合适的CTAB和DDAB的比例，造成产物形貌不规则、分散性差，且不是球状介孔氧化铁。
(5)本发明采用水热法制备得到球状介孔氧化铁，水热法是常用到的制备纳米材料的方法，一般会产生少量甚至大量杂质，而本发明中水热反应并未产生杂质，此方法制备出的产物纯度较高，从而使产物在应用上展现的性能更好，并且实验过程操作简单，耗能低。
附图说明
图1是本发明实施例1制备的球状介孔氧化铁的高分辨率透射电镜(HRTEM)图片；
图2是本发明实施例1制备的球状介孔氧化铁的场发射扫描电镜(FESEM)图片；
图3是本发明实施例1制备的球状介孔氧化铁的X-射线衍射图(XRD)。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
向温度为35℃的45mL去离子水中分别加入0.22g的CTAB和0.24g的DDAB搅拌过夜，然后在该溶液中加入体积比为20％的氨水0.71mL，搅拌3h，得到混合溶液；将FeCl3·6H2O加入到上述混合溶液，使FeCl3·6H2O与其它原料的质量比为FeCl3·6H2O:CTAB:DDAB:NH3·H2O＝1:0.07:0.10:0.17，搅拌24h，得到红棕色溶液；将上述制得的红棕色溶液转移至反应釜后，置于90℃恒温箱中水热反应24h；将上述水热反应后的红棕色溶液进行抽滤，洗涤，干燥，研磨后，在400℃条件下煅烧3h，得到氧化铁粉末。
用透射电镜和扫描电镜观察，如图1和图2所示，该方法制备的球状介孔氧化铁，孔道分布明显且均匀，经400℃煅烧后结构稳定，直径分散在200-250nm范围内。
本发明中水热反应并未产生杂质，如图3所示，因此本发明方法制备出的产物纯度较高，从而使产物在应用上展现的性能更好。
实施例2
向温度为35℃的45mL去离子水中分别加入0.22g的CTAB和0.24g的DDAB搅拌过夜，然后在该溶液中加入体积比为25％的氨水0.71mL，搅拌3h，得到混合溶液；将FeCl3·6H2O加入到上述混合溶液，使FeCl3·6H2O与其它原料的质量比为FeCl3·6H2O:CTAB:DDAB:NH3·H2O＝1:0.07:0.10:0.17，搅拌30h，得到红棕色溶液；将上述制得的红棕色溶液转移至反应釜后，置于90℃恒温箱中水热反应24h；将上述水热反应后的红棕色溶液进行抽滤，洗涤，干燥，研磨后，在400℃条件下煅烧3h，得到氧化铁粉末。
实施例3
向温度为35℃的45mL去离子水中分别加入0.22g的CTAB和0.24g的DDAB搅拌过夜，然后在该溶液中加入体积比为21％的氨水0.71mL，搅拌3h，得到混合溶液；将FeCl3·6H2O加入到上述混合溶液，使FeCl3·6H2O与其它原料的质量比为FeCl3·6H2O:CTAB:DDAB:NH3·H2O＝1:0.07:0.10:0.17，搅拌36h，得到红棕色溶液；将上述制得的红棕色溶液转移至反应釜后，置于90℃恒温箱中水热反应24h；将上述水热反应后的红棕色溶液进行抽滤，洗涤，干燥，研磨后，在400℃条件下煅烧3h，得到氧化铁粉末。
实施例4
向温度为35℃的45mL去离子水中分别加入0.22g的CTAB和0.24g的DDAB搅拌过夜，然后在该溶液中加入体积比为22％的氨水0.71mL，搅拌3h，得到混合溶液；将FeCl3·6H2O加入到上述混合溶液，使FeCl3·6H2O与其它原料的质量比为FeCl3·6H2O:CTAB:DDAB:NH3·H2O＝1:0.07:0.10:0.17，搅拌42h，得到红棕色溶液；将上述制得的红棕色溶液转移至反应釜后，置于90℃恒温箱中水热反应24h；将上述水热反应后的红棕色溶液进行抽滤，洗涤，干燥，研磨后，在400℃条件下煅烧3h，得到氧化铁粉末。
实施例5
向温度为35℃的45mL去离子水中分别加入0.22g的CTAB和0.24g的DDAB搅拌过夜，然后在该溶液中加入体积比为23％的氨水0.71mL，搅拌3h，得到混合溶液；将FeCl3·6H2O加入到上述混合溶液，使FeCl3·6H2O与其它原料的质量比为FeCl3·6H2O:CTAB:DDAB:NH3·H2O＝1:0.07:0.10:0.17，搅拌48h，得到红棕色溶液；将上述制得的红棕色溶液转移至反应釜后，置于90℃恒温箱中水热反应24h；将上述水热反应后的红棕色溶液进行抽滤，洗涤，干燥，研磨后，在400℃条件下煅烧3h，得到氧化铁粉末。
实施例6
向温度为32℃的50mL去离子水中分别加入0.25g的CTAB和0.4g的DDAB搅拌过夜，然后在该溶液中加入体积比为20％的氨水0.8mL，搅拌3h，得到混合溶液；将5gFeCl3·6H2O加入到上述混合溶液，搅拌24h，得到红棕色溶液；将上述制得的红棕色溶液转移至反应釜后，置于90℃恒温箱中水热反应24h；将上述水热反应后的红棕色溶液进行抽滤，洗涤，干燥，研磨后，在450℃条件下煅烧3h，得到氧化铁粉末。
实施例7
向温度为37℃的60mL去离子水中分别加入0.4g的CTAB和0.55g的DDAB搅拌过夜，然后在该溶液中加入体积比为22％的氨水0.9mL，搅拌4h，得到混合溶液；将5gFeCl3·6H2O加入到上述混合溶液，搅拌48h，得到红棕色溶液；将上述制得的红棕色溶液转移至反应釜后，置于110℃恒温箱中水热反应20h；将上述水热反应后的红棕色溶液进行抽滤，洗涤，干燥，研磨后，在400℃条件下煅烧4h，得到氧化铁粉末。
实施例8
向温度为35℃的55mL去离子水中分别加入0.3g的CTAB和0.5g的DDAB搅拌过夜，然后在该溶液中加入体积比为20％的氨水0.85mL，搅拌3.5h，得到混合溶液；将5gFeCl3·6H2O加入到上述混合溶液，搅拌36h，得到红棕色溶液；将上述制得的红棕色溶液转移至反应釜后，置于100℃恒温箱中水热反应22h；将上述水热反应后的红棕色溶液进行抽滤，洗涤，干燥，研磨后，在430℃条件下煅烧3.5h，得到氧化铁粉末。
另外，实验还探究了其它条件对产物形貌的影响，当CTAB和DDAB的比例增加时，产物无规则形貌，团聚严重。当CTAB和DDAB的比例下降时，产物为颗粒状，若在该低比例条件下增加水热反应时间，则颗粒状物质的直径会慢慢变大，但直径达到150nm左右时就不会再继续变大，且产物的分散性较差。在本发明实验所用CTAB和DDAB的比例下，若水热反应温度升高，则大部分产物破碎，形貌不均匀，且随水热反应温度升高，产物破碎越来越严重。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种球状介孔氧化铁的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)向水中分别加入十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和双十二烷基二甲基溴化铵(DDAB)，然后在该溶液中加入体积分数为20～25％的氨水溶液，混匀反应，得到混合溶液；
(2)将FeCl3·6H2O加入到上述混合溶液，混匀反应，得到溶液；
其中，所述FeCl3·6H2O:CTAB:DDAB:氨水溶液：水＝1:(0.05～0.08):(0.08～0.11):(0.16～0.18):(11～15)；
(3)将上述制得的溶液转移至反应釜后，置于恒温箱中进行水热反应；
(4)将上述水热反应后的溶液进行分离，洗涤，干燥，研磨后，煅烧，得到球状介孔氧化铁粉末。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征是，步骤(1)中，温度为32～37℃。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征是，步骤(1)中，搅拌混匀反应3～4h。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征是，步骤(2)中，搅拌混匀反应为24～48h。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征是，步骤(3)中，恒温箱的温度为90～110℃，水热反应时间为24～48h。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征是，步骤(4)中，干燥温度为50℃，干燥时间为12～24h。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征是，步骤(4)中，煅烧温度为400～450℃，煅烧时间为3～4h。
8.权利要求1～7中任一项所述的方法制备得到的球状介孔氧化铁。
9.如权利要求8所述的球状介孔氧化铁，其特征是：介孔分布均匀，孔径为2～4nm，粒径为200～250nm。
10.权利要求8或9所述的球状介孔氧化铁在制备除砷、铅吸附材料的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510674183.XA CN105600833B (zh) | 2015-10-15 | 2015-10-15 | 一种球状介孔氧化铁及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510674183.XA CN105600833B (zh) | 2015-10-15 | 2015-10-15 | 一种球状介孔氧化铁及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105600833A true CN105600833A (zh) | 2016-05-25 |
| CN105600833B CN105600833B (zh) | 2017-07-07 |
Family
ID=55981264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510674183.XA Active CN105600833B (zh) | 2015-10-15 | 2015-10-15 | 一种球状介孔氧化铁及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105600833B (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106830095A (zh) * | 2017-02-17 | 2017-06-13 | 中国市政工程中南设计研究总院有限公司 | 一种介孔空心氧化铁微球及其制备方法 |
| CN109399726A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-03-01 | 沈阳理工大学 | 一种铁镧氧化物分子筛型净化材料的制备方法 |
| CN110508285A (zh) * | 2019-09-25 | 2019-11-29 | 福州大学 | Fe基悬浮床加氢裂化催化剂的制备方法 |
| CN110586099A (zh) * | 2019-09-25 | 2019-12-20 | 福州大学 | 一种劣质渣油悬浮床加氢裂化催化剂的制备方法 |
| WO2023201974A1 (zh) * | 2022-04-22 | 2023-10-26 | 浙江华源颜料股份有限公司 | 一种羟基氧化铁及其与过硫酸盐协同降解抗生素的应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101293192A (zh) * | 2007-01-25 | 2008-10-29 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 多室囊泡模板法制备多层空心球或多孔球的方法 |
| CN103084137A (zh) * | 2011-11-08 | 2013-05-08 | 韩国科学技术研究院 | 带有胺基的介孔氧化铁结构体及其制备方法 |
| CN103771427A (zh) * | 2014-01-28 | 2014-05-07 | 齐鲁工业大学 | 一种类球状介孔二氧化硅的制备方法 |
-
2015
- 2015-10-15 CN CN201510674183.XA patent/CN105600833B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101293192A (zh) * | 2007-01-25 | 2008-10-29 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 多室囊泡模板法制备多层空心球或多孔球的方法 |
| CN103084137A (zh) * | 2011-11-08 | 2013-05-08 | 韩国科学技术研究院 | 带有胺基的介孔氧化铁结构体及其制备方法 |
| CN103771427A (zh) * | 2014-01-28 | 2014-05-07 | 齐鲁工业大学 | 一种类球状介孔二氧化硅的制备方法 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106830095A (zh) * | 2017-02-17 | 2017-06-13 | 中国市政工程中南设计研究总院有限公司 | 一种介孔空心氧化铁微球及其制备方法 |
| CN106830095B (zh) * | 2017-02-17 | 2018-08-24 | 中国市政工程中南设计研究总院有限公司 | 一种介孔空心氧化铁微球及其制备方法 |
| CN109399726A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-03-01 | 沈阳理工大学 | 一种铁镧氧化物分子筛型净化材料的制备方法 |
| CN110508285A (zh) * | 2019-09-25 | 2019-11-29 | 福州大学 | Fe基悬浮床加氢裂化催化剂的制备方法 |
| CN110586099A (zh) * | 2019-09-25 | 2019-12-20 | 福州大学 | 一种劣质渣油悬浮床加氢裂化催化剂的制备方法 |
| WO2021057188A1 (zh) * | 2019-09-25 | 2021-04-01 | 福州大学 | 一种劣质渣油悬浮床加氢裂化催化剂的制备方法 |
| CN110508285B (zh) * | 2019-09-25 | 2021-06-22 | 福州大学 | Fe基悬浮床加氢裂化催化剂的制备方法 |
| WO2023201974A1 (zh) * | 2022-04-22 | 2023-10-26 | 浙江华源颜料股份有限公司 | 一种羟基氧化铁及其与过硫酸盐协同降解抗生素的应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105600833B (zh) | 2017-07-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110451525B (zh) | 一种快速制备单斜晶结构普鲁士蓝类似物的方法 | |
| CN105914345B (zh) | 一种空心纳米过渡金属硫化物/碳复合材料及制备方法 | |
| CN105600833A (zh) | 一种球状介孔氧化铁及其制备方法 | |
| CN103223488B (zh) | 银包覆二氧化硅复合微球粒子的制备方法 | |
| CN105271430B8 (zh) | 一种改性超分散四氧化三铁的制备方法 | |
| CN103043726B (zh) | 椭球形粒径可控α-Fe2O3纳米颗粒的制备方法 | |
| CN106076244A (zh) | 一种纳米氧化物包覆的长寿命锂离子筛吸附剂的制备方法 | |
| CN107150127B (zh) | 球形钴粉的制备方法 | |
| CN107413354B (zh) | 一种负载银的氧化铜纳米复合材料的制备方法 | |
| CN105664843A (zh) | 利用红色凹凸棒石黏土制备微纳杂化介孔吸附微球的方法 | |
| CN105060351B (zh) | 一种由纳米颗粒组成的花状四氧化三钴材料及其制备方法 | |
| CN104475078A (zh) | 一种纳米稀土金属氧化物/碳纳米管复合催化剂的制备方法 | |
| CN108946824A (zh) | 一种大粒度四氧化三钴的制备方法 | |
| CN105236417B (zh) | 粒径大小可调控的球形介孔二氧化硅及其制备方法 | |
| CN106115798A (zh) | 一种MnCo2O4六角纳米棒和纳米立方体的制备方法 | |
| CN1230472C (zh) | 一种纳米氧化铁红的制备方法 | |
| CN101734711A (zh) | 一种微波固相反应合成纳米氧化锌粉体的方法 | |
| CN105329932A (zh) | 一种规模化制备碳掺杂混合过渡金属氧化物多孔微球的方法 | |
| CN105271443B (zh) | 一种辅助微波加热制备纳米片状CoO或Co3O4的方法 | |
| CN108946825A (zh) | 一种小粒度四氧化三钴的制备方法 | |
| CN104741051A (zh) | 一种低温下制备糖基炭微球的方法 | |
| CN104399452A (zh) | 一种一步微波法合成La-Cr共掺杂钛酸锶的方法 | |
| CN106830069A (zh) | 一种花状介孔二氧化钛分级结构及其制备方法 | |
| CN103232043A (zh) | 晶化介孔硅酸锌/氧化硅复合粉体及其制备方法 | |
| CN109437337B (zh) | 一种具有项链结构的棒组成的烟花状钴酸镍材料及其制备方法与应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20201223 Address after: 233000 No.10, building 32, Zone 8, Guangcai market, bengshan District, Bengbu City, Anhui Province Patentee after: Bengbu Hongjing Technology Co.,Ltd. Address before: 250353 University Road, Changqing District, Ji'nan, Shandong Province, No. 3501 Patentee before: Qilu University of Technology |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210423 Address after: Haimen City Jiangsu city of Nantong province is more than 226100 Zhenan Bridge Village nine Group No. 101 Patentee after: Haimen Chuanghao Industrial Design Co.,Ltd. Address before: 233000 No.10, building 32, Zone 8, Guangcai market, bengshan District, Bengbu City, Anhui Province Patentee before: Bengbu Hongjing Technology Co.,Ltd. |