CN110452379B - 一种四氧化三铁/聚苯胺复合材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于无机有机复合材料制备技术领域，公开了一种四氧化三铁/聚苯胺复合材料及制备方法，将三价铁盐溶于去离子水中形成溶液并置于聚四氟乙烯的内胆中；将这个内胆置于另一直径更大的聚四氟乙烯内胆中；然后往内径更大的聚四氟乙烯内胆中倒入苯胺和水的混合液，将此套装的内胆置于水热釜中，于烘箱中加热处理一定时间后过滤、洗涤和干燥即可制备得到该复合材料。本发明制备步骤简单，制备过程中不需要额外添加氧化剂，本发明的铁盐既是氧化剂又是四氧化三铁的前躯体。本发明采用气‑液界面法可一步制备得到四氧化三铁/聚苯胺复合材料，大大简化了复合材料的制备步骤，且所制备的复合材料对碘具有良好的吸附性能。

Description

一种四氧化三铁/聚苯胺复合材料及制备方法
技术领域
本发明属于复合材料制备技术领域，尤其涉及一种四氧化三铁/聚苯胺复合材料及制备方法。
背景技术
目前，最接近的现有技术：
制备四氧化三铁粉体过程中一般要用到价格较为昂贵的表面活性剂以控制粉体粒子的大小及防止粉体粒子团聚。
制备方法一般分为两步法，第一步是先制备出四氧化三铁粉体，第二步是将四氧化三铁粉体分散在苯胺单体中，再用氧化剂如过氧化氢或过硫酸铵进行氧化聚合而制备得到四氧化三铁/聚苯胺复合材料。
综上所述，现有技术存在的问题是：
(1)现有技术的制备中，制备步骤繁琐，制备四氧化三铁粉体过程中，成本高，一般要添加价格较为昂贵的表面活性剂以控制粉体粒子的大小及防止粉体粒子团聚。
(2)制备四氧化三铁的过程中，若单以铁盐为原料，则需要添加还原剂和碱性沉淀剂才能制备得到四氧化三铁。
(3)制备四氧化三铁/聚苯胺复合材料，一般是将先制备的四氧化三铁粉体分散到苯胺溶液中，要通过超声或机械搅拌较长时间，使粉体分散均匀，然后再添加氧化剂对苯胺进行氧化聚合，因是固-液两相反应，四氧化三铁与聚苯胺之间的复合不是很均匀。
解决上述技术问题的意义：
本发明无需先制备四氧化三铁粉体，在本发明中，铁盐是四氧化三铁的前躯体，也是氧化剂，苯胺则既是还原剂又是碱性沉淀剂，使得复合材料一步即可制备，这大大简化了复合材料制备的步骤，相对于其他制备方法，节省了制备过程中的还原剂、氧化剂和沉淀剂，使得此制备方法更经济实用。因反应是气-液两相反应，相对于固-液两相反应，四氧化三铁与聚苯胺之间的复合更均匀。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种四氧化三铁/聚苯胺复合材料及制备方法。
本发明是这样实现的，一种四氧化三铁/聚苯胺复合材料的制备方法包括：
步骤一，将0.404g三价铁盐溶于10ml去离子水中形成溶液并置于15ml聚四氟乙烯的内胆中；
步骤二，将这个内胆置于另一30ml聚四氟乙烯内胆中；
步骤三，往步骤二所述聚四氟乙烯内胆中倒入0.15ml苯胺和5ml水的混合液，将内胆置于水热釜中，于烘箱中加热处理一段时间后过滤、洗涤和干燥。
进一步，步骤三中，于烘箱中200℃处理12小时，取出产物，过滤，干燥。
本发明另一目的在于提供一种所述四氧化三铁/聚苯胺复合材料的制备方法制备的四氧化三铁/聚苯胺复合材料。
本发明另一目的在于提供一种所述四氧化三铁/聚苯胺复合材料的制备方法的四氧化三铁/聚苯胺复合材料的制备装置，所述四氧化三铁/聚苯胺复合材料的制备装置包括聚苯胺复合材料制备壳体内胆。
聚苯胺复合材料制备壳体内胆内填充有水层；所述水层上方漂浮有多个粒子；相邻粒子的界面之间漂浮有苯胺层。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：
四氧化三铁/聚苯胺复合材料的制备过程中没有使用表面活性剂或有毒有机溶剂，以环境友好的水作为溶剂。
本发明则是采用气-液界面法一步制备得到四氧化三铁/聚苯胺复合材料，制备步骤简单，制备过程中不需要额外添加氧化剂，本发明的铁盐既是氧化剂又是四氧化三铁的前躯体。
本发明针对现有技术中四氧化三铁/聚苯胺复合材料制备步骤复杂，采用气-液界面法则可一步制备得到四氧化三铁/聚苯胺复合材料，大大简化了复合材料的制备步骤，且所制备的复合材料对碘具有良好的吸附性能。
附图说明
图1是本发明实施例提供的四氧化三铁/聚苯胺复合材料的制备方法流程图。
图2是本发明实施例提供的四氧化三铁/聚苯胺复合材料的制备装置示意图。
图中：1、界面；2、粒子；3、苯胺层；4、水层。
图3是本发明实施例提供的四氧化三铁/聚苯胺复合材料的XRD图。
图4是本发明实施例提供的四氧化三铁/聚苯胺复合材料TEM图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。
现有技术的制备中，制备步骤繁琐，制备过程中需要额外添加氧化剂。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种四氧化三铁/聚苯胺复合材料及制方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的四氧化三铁/聚苯胺复合材料的制备方法的复合材料是通过气-液界面法而得到的。
具体制备过程包括：
S101,将三价铁盐溶于去离子水中形成溶液并置于聚四氟乙烯的内胆中。
S102,再将这个内胆置于另一更大直径的聚四氟乙烯内胆中。
S103,然后往更大的聚四氟乙烯内胆中倒入苯胺和水的混合液，将内胆置于水热釜中，于烘箱中200℃处理12小时，取出产物，过滤，干燥即可。
如图2所示，本发明实施例提供的四氧化三铁/聚苯胺复合材料的制备装置包括聚苯胺复合材料制备壳体内胆；聚苯胺复合材料制备壳体内胆内填充有水层；所述水层4上方漂浮有多个粒子；相邻粒子2的界面1之间漂浮有苯胺层3。
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例
将4-6g六水氯化铁10-20ml去离子水中形成均匀的水溶液，然后将该水溶液转移至聚四氟乙烯的内胆中，将该内胆套入另一内径更大的聚四氟乙烯内胆中，再将5ml去离子水和1ml苯胺混合后转移至外层的聚四氟乙烯内胆中，将套装的聚四氟内胆置于水热釜中，放置于烘箱中于200℃处理12h,然后过滤，用乙醇和去离子水洗涤，干燥即得复合材料。
在本发明实施例中，图3是本发明实施例提供的四氧化三铁聚苯胺复合材料的XRD图。
图4是本发明实施例提供的四氧化三铁/聚苯胺复合材料TEM图。
下面结合具体实验对本发明作进一步描述。
本发明通过空白样、四氧化三铁和四氧化三铁/聚苯胺复合材料吸附碘的实验装置图进行吸附试验。
吸附试验数据如下：
空白样、四氧化三铁和四氧化三铁/聚苯胺复合材料吸附碘的实验数据
Figure BDA0002189953670000041
文献中其他材料吸附碘的实验数据
Figure BDA0002189953670000051
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种四氧化三铁/聚苯胺复合材料的制备方法，其特征在于，所述四氧化三铁/聚苯胺复合材料的制备方法包括：
步骤一，将三价铁盐溶于去离子水中形成溶液并置于聚四氟乙烯的内胆中；
步骤二，将这个内胆置于另一聚四氟乙烯内胆中；
步骤三，往步骤二所述聚四氟乙烯内胆中倒入苯胺和水的混合液，将内胆置于水热釜中，于烘箱中加热处理一段时间后过滤、洗涤和干燥；
步骤三中，于烘箱中200℃处理12小时，取出产物，过滤，干燥。
2.一种如权利要求1所述四氧化三铁/聚苯胺复合材料的制备方法制备的四氧化三铁/聚苯胺复合材料。
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