[發明專利]一種合成表面活性劑改性的針鐵礦的方法

無效

• 申請號: 201310583227.9
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN103599765A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 張晉華;朱曉萌;徐寸發;于昆;張春艷
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B01J20/30
• 分類號: B01J20/30;B01J20/06;B82Y40/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本發明屬于環境功能材料的制備技術領域，具體涉及一種合成表面活性劑改性的針鐵礦的方法。

背景技術

在自然環境中，鐵元素主要以鐵(氫)氧化物礦物的形式存在，由于它們具有比表面積大，反應性強，能吸附重金屬和有機污染物質及具有較高的反應活性等特性，所以對四大圈層中物質成分及其彼此之間的輸運起著重要的調節作用。針鐵礦是自然界中廣泛存在且十分重要的鐵（氫）氧化物之一，穩定存在于酸性土壤中，其具有的界面作用和表面氧化還原反應在環境地球化學過程中起著十分重要的作用。在現代環境中，針鐵礦可以對大氣、水體和沉積物的有機污染物和重金屬離子進行吸附和催化氧化作用，改變它們的存在形態以及它們的遷移性、毒性和生態效應，因此針鐵礦在環境的治理和修復方面顯示了其優越的特性。

納米微粒由于具有更大的比表面且表面原子配位不足，較大塊材料有更多的表面吸附點位，具有更強的吸附性。針鐵礦作為天然的無機礦物，對水體中的金屬離子和有機物都有良好的吸附特性。鑒于這些，針對針鐵礦納米微粒吸附去除水體中的重金屬及某些有機污染的吸附效能和吸附機理都有一些報道。但天然的針鐵礦對有機物和金屬的吸附能力有限，為了使針鐵礦能得到更廣泛的應用，提高針鐵礦處理污水和廢水的能力，在使用針鐵礦處理廢水時，可考慮對針鐵礦進行改性。用表面活性劑對吸附劑進行改性后進而處理廢水是目前國內外環保研究者研究的熱點之一。但是用表面活性劑對針鐵礦進行表面改性并未報道。

Chengzhen?Wei等[Wei?C,?Qiao?P,?Nan?Z:?Size-controlled?synthesis?of?Rod-like?α-FeOOH?nanostructure.?Materials?Science?and?Engineering:?C.?32(6),?1524?(2012).]在以FeCl₃和NaOH為原料水熱法制備針鐵礦過程中加入了絡合劑Na₂EDTA，制備出了形貌均一的棒狀納米針鐵礦。但制備出的針鐵礦在用于吸附水中污染物時，仍與以往針狀礦一樣存在去除效果不理想的情況。

發明內容

本發明的目的是提供一種合成表面活性劑改性的針鐵礦的方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種合成表面活性劑改性的針鐵礦的方法，具體步驟為：

1）??將表面活性劑溶液緩慢滴加到三價鐵溶液中，攪拌形成均勻的微乳液；

2）??將強堿溶液緩慢滴入攪拌的微乳液中，調節pH值在12-13，滴加完畢后，持續快速攪拌使其混合均勻；

3）???將步驟2的混合液轉移到高壓反應釜中，于80-140℃下水熱反應4h以上，固液分離、洗滌、干燥、研磨過篩后得表面活性劑改性的針鐵礦。

步驟（1）中所述的三價鐵溶液為FeCl₃溶液，濃度為1mol/L；表面活性劑溶液為十二烷基硫酸鈉（C₁₂H₂₅NaO₄S）溶液，濃度為0.1-0.3mol/L；攪拌時間為10-30min。

步驟（2）中所述的強堿溶液為NaOH或KOH溶液，濃度為0.5-1mol/L；攪拌混合時間為30min；所述的pH值優選12。

步驟（3）中所述的干燥溫度為60-70℃。

與背景技術相比，本發明的有益效果是：

1）本發明采用一步水熱法制備表面活性劑改性的針鐵礦，不僅可以控制針鐵礦的納米顆粒尺寸和形貌，同時可以將納米顆粒進行表面改性，方法簡便易行。

2）本發明的針鐵礦為表面經表面活性劑改性的形貌均一的長桿狀納米顆粒，可用于吸附水中有機污染物，且去除效果顯著。

附圖說明

圖1是本發明實施例2制備的產品的XRD圖。

圖2是本發明實施例2制備的產品的FT-IR圖。

圖3是本發明實施例2制備的產品的TEM圖。

具體實施方式

下面結合具體的實施例，進一步闡述本發明：

實施例1