CN113996266A - 一种铁锰氧体纳米材料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种铁锰氧体纳米材料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113996266A CN113996266A CN202111175835.7A CN202111175835A CN113996266A CN 113996266 A CN113996266 A CN 113996266A CN 202111175835 A CN202111175835 A CN 202111175835A CN 113996266 A CN113996266 A CN 113996266A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ferrite
- raw material
- nitrate
- iron
- manganese
- 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.)
- Pending
Links
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 29
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 16
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 23
- ALIMWUQMDCBYFM-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);dinitrate;tetrahydrate Chemical compound O.O.O.O.[Mn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ALIMWUQMDCBYFM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 10
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910017163 MnFe2O4 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- WQHONKDTTOGZPR-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[Mn+2].[Fe+2] Chemical compound [O-2].[O-2].[Mn+2].[Fe+2] WQHONKDTTOGZPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- MVFCKEFYUDZOCX-UHFFFAOYSA-N iron(2+);dinitrate Chemical compound [Fe+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MVFCKEFYUDZOCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);dinitrate Chemical compound [Mn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QZRHHEURPZONJU-UHFFFAOYSA-N iron(2+) dinitrate nonahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Fe+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O QZRHHEURPZONJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 12
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 abstract description 11
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 abstract description 7
- DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N iron manganese Chemical compound [Mn].[Fe] DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 abstract description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 abstract 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 36
- SZQUEWJRBJDHSM-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate;nonahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O SZQUEWJRBJDHSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 17
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 11
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 9
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 9
- 239000012154 double-distilled water Substances 0.000 description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 9
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 9
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 9
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 7
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 4
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 3
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 229910000616 Ferromanganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/06—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J20/28009—Magnetic properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/60—Heavy metals or heavy metal compounds
- B01D2257/602—Mercury or mercury compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
Abstract
本发明涉及无机非金属纳米复合材料制备技术领域，特别涉及一种铁锰氧体纳米材料及其制备方法和应用。本发明公开了制备一种铁锰氧体纳米材料的原料组合物和制备方法以及应用，该组合物由锰和铁的硝酸盐组成，摩尔比为2:(3‑5)，制成溶剂在喷雾过程中能形成细密的喷雾，原料来源广泛，绿色环保，采用上述的原料组合物，喷雾－煅烧一步法制备铁锰氧体纳米材料，其形态呈颗粒状，饱和磁化强度为15‑81emu/g,平均粒径为12‑37nm，对汞的吸附量达到12.5‑39.2μg/g。制备过程易于控制，生产时间短，效率高，便于大规模工业化生产，制成的铁锰氧体纳米材料分散均匀，形貌统一，纯度高，磁性强，有利于更好地将其应用于汞吸附领域的研究。
Description
技术领域
本发明属于无机非金属纳米复合材料制备技术领域，特别涉及一种铁锰氧体纳米材料及其制备方法和应用。
背景技术
目前，燃煤重金属已经成为全球防治重点的污染物，燃煤重金属中尤其以汞对人类生活造成广泛的危害，全球128个缔约国签订《水俣公约》成为重金属污染防治纳入全球治理的标志。2011年我国首次将汞浓度纳入国家排放标准GB13223-2011，因此，可以预见，未来我国的重金属污染物纳入排放控制的元素种类将会越来越多，燃煤重金属污染防治是今后环保发展的必然趋势。
现有的脱汞技术研究走在稍前，原煤添加技术和活性炭喷射技术也取得一定的业绩，但由于其吸附剂价格高昂不可循环利用、脱汞产物抛弃、且影响飞灰，只能转移到气相污染物进灰渣或脱硫废水，不能回收治理。
随着现在科学技术的进步，微纳米材料在重金属治理领域发挥了越来越重要的作用，例如中国专利文献CN106311186公开了一种水热法生成的磁性除汞吸附剂，其制备而成的磁性铁锰氧体存在粒径不均一，吸附效率低且难以回收的缺陷。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中因制备方法而导致的粒径、磁性等方面的不足，采用喷雾－煅烧一步法来制备具有汞高吸附性能的铁锰氧体纳米材料，提供了一种操作简便、原料来源广泛、成本低廉、安全快速、绿色环保、可大规模工业化生产的铁锰氧体纳米材料及其制备方法，具体如下所述：
本发明公开了一种用于合成铁锰氧体纳米材料的原料组合物，包括锰的硝酸盐和铁的硝酸盐，其摩尔比为2:(3-5)，所述锰的硝酸盐包括四水硝酸锰，所述铁的硝酸盐包括九水硝酸铁。
进一步的，锰的硝酸盐和铁的硝酸盐，其摩尔比为1:2。
本发明还公开了一种采用上述原料组合物制备铁锰氧体纳米材料的方法，包括以下步骤：
S1将锰的硝酸盐和铁的硝酸盐以摩尔比为2:(3-5)制成原料溶液；
S2将原料溶液制成10-50mL/min的喷雾；
S3将喷雾以400-900℃的温度煅烧。
进一步的，所述原料溶液中铁的硝酸盐的浓度为0.1-0.7M。
进一步的，所述原料溶液采用水为溶剂。
进一步的，所述喷雾和煅烧步骤在一体化设备中完成。
本发明还公开了一种铁锰氧体纳米材料，为纳米颗粒状，分子式为MnFe2O4，由上述的原料组合物或者上述的制备方法制备而成。
进一步的，所述铁锰氧体纳米材料纳米颗粒平均直径为12-37nm。
本发明还公开了一种所述铁锰氧体纳米材料在重金属吸附领域的应用。
进一步的，所述重金属包括气相中单质汞。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明公开了一种合成铁锰氧体纳米材料的原料组合物，该组合物组成简单，制成溶剂在喷雾过程中能形成细密的喷雾，制成的纳米材料具有大小均一，磁性强等特点。而且特别是所用原料有四水硝酸锰和九水硝酸铁，原料来源广泛，绿色环保，价格低廉；对所需设备要求不高。
2.本发明还公开了一种制备铁锰氧体纳米材料的方法，采用上述的原料组合物，喷雾－煅烧一步法制备铁锰氧体纳米材料，过程易于控制，生产时间短，效率高；制备方法和工艺流程操作简单快捷，便于大规模工业化生产；整个工艺流程反应温度可控，较为安全；反应过程通过控制喷雾速率和原料组合物的浓度来制备不同尺寸和性能的产品。
3.本发明还公开了一种磁性MnFe2O4纳米颗粒，由上述原料组合物和制备方法制备而成，分散均匀，形貌统一，纯度高，磁性强，有利于更好地将其应用于汞吸附领域的研究。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1制备的磁性MnFe2O4纳米颗粒的扫描电镜照片；
图2为实施例1制备的磁性MnFe2O4纳米颗粒的磁滞回线图；
图3为实施例1制备的磁性MnFe2O4纳米颗粒对气相中汞的吸附曲线。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
实例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
本发明采用喷雾煅烧装置制备磁性MnFe2O4纳米颗粒，使用其他喷雾煅烧装置能得到本发明所述的产物也属于本发明保护范围之内。
喷雾煅烧装置喷雾煅烧装置包括进样机构和依次连接的高速离心雾化器、程序控温炉和收集器，高速离心雾化器设于程序控温炉的顶部，收集器设于程序控温炉的底部，收集器包括设于收集器底部的磁性部件，磁性部件包括电磁铁和电磁场控制器，电磁铁在电磁场控制器作用下，在通电时产生磁性，断电后磁性消失，实现磁性产物的迅速收集，进样机构还包括分压控制器，分压控制器包括三通结构，分别与高压氮气装置、料液罐和高速离心雾化器相连，调节氮气的流通，氮气影响料液的进料速度和雾化程度，通过精确调控，能够得到理想的微纳米材料。
汞吸附测试：为了减少其他因素对实验的影响，本发明采用N2作为单一气体进行实验，N2分为两路，一路为平衡气体，另一路作为汞渗透管的载气，实验气体流速为40-60mL/min，汞渗透管的渗透量通过水浴温度来控制。N2通过汞渗透管形成N2-Hg0混合气体，然后经过装有铁锰氧体吸附剂的U型管内，吸附后的尾气通入装有高锰酸钾溶液的尾气瓶进行尾气处理。吸附后的铁锰氧体使用DMA-80测汞仪直接检测。该仪器不需对样品进行任何前处理，在5-6分钟内就可完成测定。
实施例1
将四水硝酸锰和九水硝酸铁按照1:2摩尔比溶解分散于双蒸水中，配制成九水硝酸铁浓度为0.35M的水溶液，然后把溶解均匀的溶液移至煅烧设备中，本实施例采用如上所述的喷雾煅烧设备，以氮气为载气，以35mL/min的速率喷雾至400℃设备中，经后续蒸发，干燥，结晶，磁分离等过程得到磁性MnFe2O4纳米颗粒，经测试其饱和磁化强度为43.31emu/g，平均粒径为17.25nm，在4h对汞的吸附量高达39.19μg/g。
本实施例所述条件下制备的磁性MnFe2O4纳米颗粒的扫描电镜照片如图1所示；经测量和统计，磁性MnFe2O4纳米颗粒平均直径为26nm。
本实施例所述条件下制备的磁性MnFe2O4纳米颗粒的磁滞回线图如图2所示；其磁滞回线显示，对气相中汞高吸附的磁性MnFe2O4纳米颗粒具有典型的软磁特性，其饱和磁化强度为43.31emu/g。
实施例所述条件下制备的磁性MnFe2O4纳米颗粒对汞吸附的规律图如图3所示；从图中可以看出，磁性MnFe2O4纳米颗粒对汞具有高吸附量，并且MnFe2O4纳米颗粒具有磁性，有利于回收。
实施例2
将四水硝酸锰和九水硝酸铁按照1:2摩尔比溶解分散于双蒸水中，配制成九水硝酸铁浓度为0.10M的水溶液，然后把溶解均匀的溶液移至煅烧设备中，本实施例采用喷雾煅烧设备，以氮气为载气，以35mL/min的速率喷雾至400℃设备中，经蒸发，干燥，结晶，磁分离等过程得到磁性MnFe2O4纳米颗粒，其饱和磁化强度为80.09emu/g，平均粒径为15.64nm，在4h对汞的吸附量高达25.07μg/g。
实施例3
将四水硝酸锰和九水硝酸铁按照1:2摩尔比溶解分散于双蒸水中，配制成九水硝酸铁浓度为0.60M水溶液，然后把溶解均匀的溶液移至煅烧设备中，本实施例采用喷雾煅烧设备，以氮气为载气，以35mL/min的速率喷雾至400℃设备中，经蒸发，干燥，结晶，磁分离等过程得到磁性MnFe2O4纳米颗粒，其饱和磁化强度为21.54emu/g，平均粒径为23.73nm，在4h对汞的吸附量高达13.55μg/g。
实施例4
将四水硝酸锰和九水硝酸铁按照1:2摩尔比溶解分散于双蒸水中，配制成九水硝酸铁浓度为0.1M水溶液，然后把溶解均匀的溶液移至煅烧设备中，本实施例采用喷雾煅烧设备，以氮气为载气，以25mL/min的速率喷雾至400℃设备中，经蒸发，干燥，结晶，磁分离等过程得到磁性MnFe2O4纳米颗粒，其饱和磁化强度为72.14emu/g，平均粒径为26.68nm，在4h对汞的吸附量高达25.67μg/g。
实施例5
将四水硝酸锰和九水硝酸铁按照1:2摩尔比溶解分散于双蒸水中，配制成九水硝酸铁浓度为0.1M水溶液，然后把溶解均匀的溶液移至煅烧设备中，本实施例采用喷雾煅烧设备，以氮气为载气，以35mL/min的速率喷雾至700℃设备中，经蒸发，干燥，结晶，磁分离等过程得到磁性MnFe2O4纳米颗粒，其饱和磁化强度为78.66emu/g，平均粒径为20.40nm，在4h对汞的吸附量高达18.99μg/g。
实施例6
将四水硝酸锰和九水硝酸铁按照1:2摩尔比溶解分散于双蒸水中，配制成九水硝酸铁浓度为0.1M溶液，然后把溶解均匀的溶液移至煅烧设备中，本实施例采用喷雾煅烧设备，以氮气为载气，以35mL/min的速率喷雾至900℃设备中，经蒸发，干燥，结晶，磁分离等过程得到磁性MnFe2O4纳米颗粒，其饱和磁化强度为81.17emu/g，平均粒径为25.42nm，在4h对汞的吸附量高达23.58μg/g。
实施例7
将四水硝酸锰和九水硝酸铁按照1:2摩尔比溶解分散于双蒸水中，配制成九水硝酸铁浓度为0.15M溶液，然后把溶解均匀的溶液移至煅烧设备中，本实施例采用喷雾煅烧设备，以氮气为载气，以10mL/min的速率喷雾至400℃设备中，经蒸发，干燥，结晶，磁分离等过程得到磁性MnFe2O4纳米颗粒，其饱和磁化强度为85.35emu/g，平均粒径为23.55nm，在4h对汞的吸附量高达36.97μg/g。
实施例8
将四水硝酸锰和九水硝酸铁按照2:3摩尔比溶解分散于双蒸水中，配制成九水硝酸铁浓度为0.25M的水溶液。然后把溶解均匀的溶液移至煅烧设备中，本实施例采用喷雾煅烧设备，以氮气为运输工作气体，以50mL/min的速率喷雾至500℃设备中，经蒸发，干燥，结晶，磁分离等过程得到磁性MnFe2O4纳米颗粒，其饱和磁化强度为15emu/g，平均粒径为12nm，在4h对汞的吸附量高达12.49μg/g。
实施例9
将四水硝酸锰和九水硝酸铁按照2:5摩尔比溶解分散于双蒸水中，配制成九水硝酸铁浓度为0.7M的水溶液，然后把溶解均匀的溶液移至煅烧设备中，本实施例采用喷雾煅烧设备，以氮气为运输工作气体，以35mL/min的速率喷雾至600℃设备中，经蒸发，干燥，结晶，磁分离等过程得到磁性MnFe2O4纳米颗粒，其饱和磁化强度为75.21emu/g，平均粒径为37nm，在30min对汞的吸附量高达25.8μg/g。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所做的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (11)
1.一种用于合成铁锰氧体纳米材料的原料组合物，其特征在于，包括锰的硝酸盐和铁的硝酸盐，其摩尔比为2:(3-5)，所述锰的硝酸盐包括四水硝酸锰，所述铁的硝酸盐包括九水硝酸铁。
2.根据权利要求1所述的合成铁锰氧体纳米材料的原料组合物，锰的硝酸盐和铁的硝酸盐，其摩尔比为1:2。
3.一种采用权利要求1或2所述原料组合物制备铁锰氧体纳米材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1将锰的硝酸盐和铁的硝酸盐以摩尔比为2:(3-5)制成原料溶液；
S2将原料溶液制成10-50mL/min的喷雾；
S3将喷雾以400-900℃的温度煅烧。
4.根据权利要求3所述的铁锰氧体纳米材料制备方法，其特征在于，所述原料溶液中铁的硝酸盐的浓度为0.1-0.7M。
5.根据权利要求3或4所述的铁锰氧体纳米材料制备方法，其特征在于，所述原料溶液采用水为溶剂。
6.根据权利要求3-5任一项所述的铁锰氧体纳米材料制备方法，其特征在于，所述喷雾和煅烧步骤在一体化设备中完成。
7.一种铁锰氧体纳米材料，其特征在于，为纳米颗粒状，分子式为MnFe2O4，由权利要求1或2所述的原料组合物或者权利要求3-6任一项所述的制备方法制备而成。
8.根据权利要求7所述的铁锰氧体纳米材料，其特征在于，所述铁锰氧体纳米材料纳米颗粒平均直径为12-37nm。
9.一种权利要求7或8所述铁锰氧体纳米材料在重金属吸附领域的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述重金属包括气相中单质汞。
11.根据权利要求10所述的应用，其特征在于，所制备的铁锰氧体材料对汞的吸附量为12.5-39.2μg/g。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111175835.7A CN113996266A (zh) | 2021-10-09 | 2021-10-09 | 一种铁锰氧体纳米材料及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111175835.7A CN113996266A (zh) | 2021-10-09 | 2021-10-09 | 一种铁锰氧体纳米材料及其制备方法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113996266A true CN113996266A (zh) | 2022-02-01 |
Family
ID=79922479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111175835.7A Pending CN113996266A (zh) | 2021-10-09 | 2021-10-09 | 一种铁锰氧体纳米材料及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113996266A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5462686A (en) * | 1992-03-23 | 1995-10-31 | Nkk Corporation | Method of manufacturing composite ferrite |
| CN1335283A (zh) * | 2000-07-07 | 2002-02-13 | 昭荣化学工业株式会社 | 单晶铁氧体细粉 |
| CN101309739A (zh) * | 2005-10-07 | 2008-11-19 | 斯图尔德环境咨询有限公司 | 用磁性载体去除试剂的方法 |
| US20150368126A1 (en) * | 2014-06-19 | 2015-12-24 | Cristian Predescu | Magnetic nanostructures and device implementing same |
| CN105582954A (zh) * | 2014-10-24 | 2016-05-18 | 上海碧科清洁能源技术有限公司 | 一种固体氧化物催化剂及其制备方法和应用 |
| CN109569518A (zh) * | 2018-08-13 | 2019-04-05 | 兰州交通大学 | 半胱氨酸功能化的磁性中空铁酸锰纳米复合吸附剂的制备方法 |
-
2021
- 2021-10-09 CN CN202111175835.7A patent/CN113996266A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5462686A (en) * | 1992-03-23 | 1995-10-31 | Nkk Corporation | Method of manufacturing composite ferrite |
| CN1335283A (zh) * | 2000-07-07 | 2002-02-13 | 昭荣化学工业株式会社 | 单晶铁氧体细粉 |
| CN101309739A (zh) * | 2005-10-07 | 2008-11-19 | 斯图尔德环境咨询有限公司 | 用磁性载体去除试剂的方法 |
| US20150368126A1 (en) * | 2014-06-19 | 2015-12-24 | Cristian Predescu | Magnetic nanostructures and device implementing same |
| CN105582954A (zh) * | 2014-10-24 | 2016-05-18 | 上海碧科清洁能源技术有限公司 | 一种固体氧化物催化剂及其制备方法和应用 |
| CN109569518A (zh) * | 2018-08-13 | 2019-04-05 | 兰州交通大学 | 半胱氨酸功能化的磁性中空铁酸锰纳米复合吸附剂的制备方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 曹静 等: ""锰铁复合磁性材料制备及其对零价汞吸附性能研究"", 《环境科学学报》, vol. 41, no. 9, pages 3746 * |
| 田喜强 等: ""纳米铁酸锰的合成及其在污水处理中的应用"", 《工业水处理》, vol. 30, no. 12, pages 70 - 71 * |
| 田喜强 等: ""纳米铁酸锰的合成及其在污水处理中的应用"", 工业水处理》, vol. 30, no. 12, pages 70 - 71 * |
| 陈祖耀 等: ""喷雾热解法制备超细粉末及其应用"", 《硅酸盐通报》, no. 6, pages 56 - 57 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhu et al. | Modulation synthesis of multi-shelled cobalt-iron oxides as efficient catalysts for peroxymonosulfate-mediated organics degradation | |
| Cheng et al. | Ultrasound-assisted heterogeneous Fenton-like process for methylene blue removal using magnetic MnFe2O4/biochar nanocomposite | |
| Wang et al. | Self-synthesized heterogeneous CuFe2O4-MoS2@ BC composite as an activator of peroxymonosulfate for the oxidative degradation of tetracycline | |
| Wang et al. | Peroxymonosulfate activation by tea residue biochar loaded with Fe 3 O 4 for the degradation of tetracycline hydrochloride: performance and reaction mechanism | |
| AU2020102420A4 (en) | Composite material of magnetic mycelium sphere loaded with reduced graphene oxide and preparation method thereof | |
| Zhao et al. | Peroxymonosulfate catalyzed by rGO assisted CoFe2O4 catalyst for removing Hg0 from flue gas in heterogeneous system | |
| CN104495950A (zh) | 一种碳包覆的磁性C/Fe3O4纳米复合材料的制备方法及其应用 | |
| CN109174161B (zh) | 可磁分离TNTs/g-C3N4纳米复合材料的制备方法和应用 | |
| CN109603757B (zh) | 五氟镁铝/多孔碳复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN102258978A (zh) | 纳米Fe3O4包覆凹凸棒土磁性复合吸附剂的制备方法 | |
| Liu et al. | Magnetic ZrO2/PEI/Fe3O4 functionalized MWCNTs composite with enhanced phosphate removal performance and easy separability | |
| CN110833817A (zh) | 一种稻壳生物炭负载纳米铁材料的干式合成方法 | |
| WO2024114262A1 (zh) | 一种三元催化剂及其制备方法和应用 | |
| Wu et al. | Magnetic Co/Fe nanohybrid supported on carbonaceous marcosphere as a heterogeneous catalyst for sulfate radical-based chemical oxidation | |
| CN104117339A (zh) | 用于吸附染料的吸附剂的制备方法及其应用方法 | |
| CN112979008A (zh) | 一种含铊废水的处理方法 | |
| CN103521237A (zh) | Fe3O4/SiO2/Bi2WO6磁性微球光催化剂的制备方法 | |
| Wang et al. | Preparation of Fe3O4 magnetic porous microspheres (MPMs) and their application in treating mercury-containing wastewater from the polyvinyl chloride industry by calcium carbide method | |
| Zhang et al. | Synergistic adsorption of Pb (II) ions by Fe3O4 nanoparticles-decorated porous BN nanofibers | |
| Zhang et al. | Activation of ozone by CoFe-LDO-BC heterogeneous catalyst for efficient mineralization of methylene blue: The role of oxygen vacancies and acidic sites | |
| Yuan et al. | Spray drying assisted assembly of ZnO nanocrystals using cellulose as sacrificial template and studies on their photoluminescent and photocatalytic properties | |
| Guo et al. | MoO3-templated synthesis of TiO2@ C-Ni microtubes for efficient catalysis and protein adsorption | |
| CN113996266A (zh) | 一种铁锰氧体纳米材料及其制备方法和应用 | |
| Xu et al. | Dual‐template crown ether‐functionalized hierarchical porous silica: Preparation and application for adsorption of energy metal lithium | |
| Kheshti et al. | Surfactant removal from mesoporous silica shell of core-shell magnetic microspheres by modified supercritical CO2 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220201 |