[發明專利]一種利用含鉻廢液制備納米Cr2O3的方法

有效

• 申請號: 201410371064.2
• 申請日: 2014-07-31
• 公開（公告）號: CN104108754A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 廖全斌;代忠旭;劉明國
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: C01G37/02
• 分類號: C01G37/02;B82Y30/00
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

技術領域

本發明涉及一種納米三氧化二鉻的制備方法，特別是一種利用含鉻廢液制備三氧二化鉻的方法。?

背景技術

隨著現代工業的發展,?人民生活水平不斷提高,?人類日益重視其生存環境。鉻污染是環境污染的重要因素之一,?在電鍍、制革、化工、顏料、冶金、耐火材料等行業,?含鉻廢水的排放量不斷增加。含鉻廢水中鉻的存在形式有Cr³⁺和Cr⁶⁺兩種,?其中以Cr⁶⁺的毒性最大,?可引起肺癌、腸道疾病和貧血等。目前有關含鉻廢液的處理方法包括生物法，如吸附、絮凝等，物理化學法，如膜分離、離子交換、粘土吸附等，化學法，如沉淀、光催化、電解還原等，在這些方法中利用率較高、處理最徹底的是化學方法，通常是經過還原、沉淀、煅燒值得氧化鉻綠，即Cr₂O₃。但化學方法處理含鉻廢液存在成本高的缺陷，因此，應用上受到一定限制。?

納米Cr₂O₃具有較高的表面能量，熔點低，比傳統粉體容易在較低溫度燒結而成為良好的燒結促進材料。同時納米Cr₂O₃還具有硬度大、高耐磨、耐腐蝕等特點,是一種具有廣泛實用價值的無機功能材料。它可用作無機顏料、磁性材料或磁記錄材料、研磨劑、速燃催化劑等，是目前正在開發并具有廣闊應用前景的納米材料，特別是球狀納米Cr₂O₃具有較高的使用價值和商品價值。對于納米的制備有固相法、液相法、氣相法。其中液相法包括微乳液法、溶膠-凝膠法、輻射化學合成法、水熱法、超臨界流體脫溶法。從制備方法的數量以及制備的納米氧化鉻的性能上來看,液相法比固相法、氣相法都更有優勢,是制備納米Cr₂O₃的主流方法。這些方法大部分停留在實驗室階段,或者只是用作研究納米Cr₂O₃的某些特殊性質嗎，如光、電、磁、催化作用等，在工業生產中很難實現。所得納米Cr₂O₃大都是片狀或棒狀的納米Cr₂O₃，其性能沒有球狀納米Cr₂O₃的好。目前中國大部分生產廠家尤其是中小型企業還未形成規模經濟,產品質量的檔次較低,生產成本高,規格品種不齊全,技術落后,市場競爭力較弱，產品總體品位不夠。?

如果能將含鉻廢液制備成納米Cr₂O₃就能克服含鉻廢水處理高成本給企業帶來的經濟負擔，還能為企業帶來可觀的經濟效益。?

目前利用含鉻廢液制備納米Cr₂O₃的技術，特別是在表面活性劑-有機溶劑體系中制備納米Cr₂O₃的技術還未見報道。?

發明內容

本發明的目的是針對以上問題，提供一種利用含鉻廢液制備納米Cr₂O₃的方法，其工藝簡便、成本低、回收率高、產品附加值更高，能夠得到粒徑均勻的納米級Cr₂O₃。?

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是，提供一種利用含鉻廢液制備納米Cr₂O₃的方法，具體步驟為：?

1）向廢液中加入有機醛還原劑，加熱攪拌，回流20-60min，將六價鉻還原成三價鉻，然后將廢液冷至60℃以下，攪拌下滴加NaOH溶液，調節pH值在6.8-7.2之間；

2）向步驟1）所得的廢液中加入表面活性劑和溶劑，按重量計，表面活性劑的加入量與廢液之比為1:200-1000，溶劑的加入量與廢液之比為0.5-2:1；攪拌下滴加NaOH溶液至pH值為7.5-8.0，再控溫60-80℃繼續攪拌反應0.5-1h，過濾，用水洗滌二到四次，得灰綠色沉淀；

3）將步驟2）所得的沉淀置于煅燒爐中在450-1200℃煅燒3-4小時，取出，用水洗滌二到四次，干燥后得球狀綠色納米Cr₂O₃粉體。

所述的有機醛還原劑為甲醛、乙醛、丙醛或苯甲醛。其加入量根據廢液中的六價鉻的含量確定，確保六價鉻被還原為三價鉻。?

所述表面活性劑為吐溫80、十二烷基苯磺酸鈉或十二烷基磺酸鈉。采用的表面活性劑為油包水型表面活性劑，其作用在于起乳化作用。?