CN107879459A - 包覆型纳米零价铁的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种包覆型纳米零价铁的制备方法,包括以下步骤:(1)将FeCl3·6H2O加入乙醇溶液中,搅拌混合,然后微波处理;(2)向步骤(1)的体系中加入硅酸乙酯,通入氮气15‑30min,同时搅拌,自然冷却至室温;(3)将步骤(2)得到的体系,升温反应30min,然后继续升温反应,自然冷却至室温后,超声分散15min;(4)向步骤(3)的体系中通入氮气,然后滴加KBH4溶液,滴加完毕后反应15‑30min,静置60‑90min,过滤,将得到的沉淀用乙醇和蒸馏水分别洗涤3次,真空干燥。本发明提供的包覆型纳米零价铁的粒径分布均匀,具有良好的脱色能力,重复利用次数高,循环利用率高。
Description
技术领域
本发明属于废水处理技术领域,具体涉及一种包覆型纳米零价铁的制备方法。
背景技术
目前,我国每年有大量染料应用于各类工业生产中,这些染料主要包括偶氮、蒽醌和三苯甲烷三类,年产量超过7×105 吨。其中,未经处理而随废水排放的染料占总使用量的15%。许多染料具有严重的致癌性、致畸性和致突变性,对水体生物及人类的安全造成了极大威胁。基于此,染料废水须经过无害化处理才能排放。
常用的染料废水处理方法主要可以分为物理法、化学法和生物法。其中,化学法脱色效率高、适用范围广,基于化学还原法的纳米零价铁(NzVI)技术近几年得到广泛的关注与发展。
NzVI具有较低的氧化还原电位,且由于纳米材料粒径较小,因而有着较高的比表面积,催化效率高,脱色速率快。但常规NzVI易被氧化,表面生成致密的氧化膜,影响其反应活性。
有研究发现,对NZVI进行修饰或表面改性是改良其性能的重要方法,常用的修饰方法包括有机表面修饰如烯酸钠表面修饰、十二烷基苯磺酸钠(DBs)表面修饰、以及无机表面改性,或可将NzVI负载于某种载体上,如玉米淀粉。
发明内容
针对现有技术的缺陷,本发明提供一种包覆型纳米零价铁的制备方法。
包覆型纳米零价铁的制备方法,包括以下步骤:
(1)将FeCl3·6H2O加入质量浓度为30%的乙醇溶液中,搅拌混合,然后在微波功率200-500W的条件下进行微波处理15min;
(2)向步骤(1)的体系中加入硅酸乙酯,通入氮气15-30min,同时搅拌,自然冷却至室温;
(3)将步骤(2)得到的体系,升温至50-60℃反应30min,然后继续升温至70-80℃反应10-20min,自然冷却至室温后,超声分散15min;
(4)向步骤(3)的体系中通入氮气,然后滴加KBH4溶液,滴加完毕后反应15-30min,静置60-90min,过滤,将得到的沉淀用乙醇和蒸馏水分别洗涤3次,然后在80℃下真空干燥4h即可。
优选地,步骤(1)中FeCl3·6H2O、乙醇溶液的添加比例为1g:60mL。
优选地,步骤(2)中的硅酸乙酯的体积为步骤(1)中乙醇溶液体积的0.2-0.5倍。
优选地,氮气的通入速度为20mL/min。
优选地,步骤(3)中超声分散的条件为:超声功率200-400W、超声频率40Hz。
优选地,所述KBH4溶液的浓度为0.537mol/L。
优选地,所述KBH4溶液的体积与硅酸乙酯的体积相同。
本发明的优点:
本发明提供的包覆型纳米零价铁的粒径分布均匀,在15-22nm,具有良好的脱色能力,重复利用次数高,循环利用率高。
具体实施方式
实施例1
包覆型纳米零价铁的制备方法,包括以下步骤:
(1)将FeCl3·6H2O加入质量浓度为30%的乙醇溶液中,搅拌混合,然后在微波功率200W的条件下进行微波处理15min;其中,FeCl3·6H2O、乙醇溶液的添加比例为1g:60mL;
(2)向步骤(1)的体系中加入硅酸乙酯,通入氮气15min,氮气的通入速度为20mL/min,同时搅拌,自然冷却至室温;其中,硅酸乙酯的体积为步骤(1)中乙醇溶液体积的0.2倍;
(3)将步骤(2)得到的体系,升温至50℃反应30min,然后继续升温至70-80℃反应10min,自然冷却至室温后,超声分散15min;其中,超声分散的条件为:超声功率200W、超声频率40Hz;
(4)向步骤(3)的体系中通入氮气,氮气的通入速度为20mL/min,然后滴加浓度为0.537mol/L的KBH4溶液,KBH4溶液的体积与硅酸乙酯的体积相同,滴加完毕后反应15min,静置60min,过滤,将得到的沉淀用乙醇和蒸馏水分别洗涤3次,然后在80℃下真空干燥4h即可。
实施例2
包覆型纳米零价铁的制备方法,包括以下步骤:
(1)将FeCl3·6H2O加入质量浓度为30%的乙醇溶液中,搅拌混合,然后在微波功率500W的条件下进行微波处理15min;其中,FeCl3·6H2O、乙醇溶液的添加比例为1g:60mL;
(2)向步骤(1)的体系中加入硅酸乙酯,通入氮气30min,氮气的通入速度为20mL/min,同时搅拌,自然冷却至室温;其中,硅酸乙酯的体积为步骤(1)中乙醇溶液体积的0.5倍;
(3)将步骤(2)得到的体系,升温至60℃反应30min,然后继续升温至70-80℃反应20min,自然冷却至室温后,超声分散15min;其中,超声分散的条件为:超声功率400W、超声频率40Hz;
(4)向步骤(3)的体系中通入氮气,氮气的通入速度为20mL/min,然后滴加浓度为0.537mol/L的KBH4溶液,KBH4溶液的体积与硅酸乙酯的体积相同,滴加完毕后反应30min,静置90min,过滤,将得到的沉淀用乙醇和蒸馏水分别洗涤3次,然后在80℃下真空干燥4h即可。
实施例3
包覆型纳米零价铁的制备方法,包括以下步骤:
(1)将FeCl3·6H2O加入质量浓度为30%的乙醇溶液中,搅拌混合,然后在微波功率300W的条件下进行微波处理15min;其中,FeCl3·6H2O、乙醇溶液的添加比例为1g:60mL;
(2)向步骤(1)的体系中加入硅酸乙酯,通入氮气20min,氮气的通入速度为20mL/min,同时搅拌,自然冷却至室温;其中,硅酸乙酯的体积为步骤(1)中乙醇溶液体积的0.3倍;
(3)将步骤(2)得到的体系,升温至50-60℃反应30min,然后继续升温至70-80℃反应10-20min,自然冷却至室温后,超声分散15min;其中,超声分散的条件为:超声功率300W、超声频率40Hz;
(4)向步骤(3)的体系中通入氮气,氮气的通入速度为20mL/min,然后滴加浓度为0.537mol/L的KBH4溶液,KBH4溶液的体积与硅酸乙酯的体积相同,滴加完毕后反应20min,静置70min,过滤,将得到的沉淀用乙醇和蒸馏水分别洗涤3次,然后在80℃下真空干燥4h即可。
Claims (7)
1.包覆型纳米零价铁的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)将FeCl3·6H2O加入质量浓度为30%的乙醇溶液中,搅拌混合,然后在微波功率200-500W的条件下进行微波处理15min;
(2)向步骤(1)的体系中加入硅酸乙酯,通入氮气15-30min,同时搅拌,自然冷却至室温;
(3)将步骤(2)得到的体系,升温至50-60℃反应30min,然后继续升温至70-80℃反应10-20min,自然冷却至室温后,超声分散15min;
(4)向步骤(3)的体系中通入氮气,然后滴加KBH4溶液,滴加完毕后反应15-30min,静置60-90min,过滤,将得到的沉淀用乙醇和蒸馏水分别洗涤3次,然后在80℃下真空干燥4h即可。
2.根据权利要求1所述包覆型纳米零价铁的制备方法,其特征在于:步骤(1)中FeCl3·6H2O、乙醇溶液的添加比例为1g:60mL。
3.根据权利要求1所述包覆型纳米零价铁的制备方法,其特征在于:步骤(2)中的硅酸乙酯的体积为步骤(1)中乙醇溶液体积的0.2-0.5倍。
4.根据权利要求1所述包覆型纳米零价铁的制备方法,其特征在于:氮气的通入速度为20mL/min。
5.根据权利要求1所述包覆型纳米零价铁的制备方法,其特征在于:步骤(3)中超声分散的条件为:超声功率200-400W、超声频率40Hz。
6.根据权利要求1所述包覆型纳米零价铁的制备方法,其特征在于:所述KBH4溶液的浓度为0.537mol/L。
7.根据权利要求6所述包覆型纳米零价铁的制备方法,其特征在于:所述KBH4溶液的体积与硅酸乙酯的体积相同。
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Cited By (1)
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CN108854951A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-11-23 | 南昌大学 | 一步法制备生物炭纳米零价铁镍复合物的方法 |
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2017
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN108854951A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-11-23 | 南昌大学 | 一步法制备生物炭纳米零价铁镍复合物的方法 |
CN108854951B (zh) * | 2018-06-05 | 2021-04-02 | 南昌大学 | 一步法制备生物炭纳米零价铁镍复合物的方法 |
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