[發(fā)明專利]一種納米Fe0@Fe3O4復合材料及其制備方法與應用

有效

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• 申請日: 2016-03-04
• 公開（公告）號: CN105771148B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發(fā)明（設計）人: 方戰(zhàn)強;談蕾
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: A62D3/37
• 分類號: A62D3/37;A62D3/38;A62D101/22
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

本發(fā)明公開了一種納米Fe⁰@Fe₃O₄復合材料及其制備方法與應用。該復合材料的制備方法包括以下步驟：1）將三價鐵鹽和二價鐵鹽溶解在HCl溶液中，得到溶液A；2）將氨水滴加到溶液A中，得到納米四氧化三鐵，用水洗滌至中性，再用水重新分散，得到溶液B；3）將還原劑溶解在乙醇/水溶液中，得到還原劑溶液；4）將二價鐵鹽溶解在乙醇/水溶液中，攪拌完全后加入溶液B，混合均勻，再滴加還原劑溶液，得到納米Fe⁰@Fe₃O₄復合材料，用水洗至中性，再用水重新分散。本發(fā)明制備的分散型納米Fe⁰@Fe₃O₄復合材料分散性好，儲存、運輸方便，制備工藝簡單，反應條件溫和，能耗低，易于推廣使用，本發(fā)明的納米Fe⁰@Fe₃O₄復合材料可將有機鹵化物降解轉化成低毒或無毒產(chǎn)物。

技術領域

本發(fā)明涉及一種納米Fe⁰@Fe₃O₄復合材料及其制備方法與應用，屬于環(huán)境工程中的環(huán)境功能材料制備技術領域。

背景技術

多溴聯(lián)苯醚（Polybrominated diphenyl ethers，PBDEs）作為常用、廉價的溴代阻燃劑，被廣泛地應用于多種行業(yè)。理論上PBDEs有209種同類單體，商業(yè)上常用的有五溴聯(lián)苯醚、八溴聯(lián)苯醚和十溴聯(lián)苯醚，近年來十溴聯(lián)苯醚（BDE209）使用最廣泛，產(chǎn)量和需求量逐年上升，特別是在發(fā)展中國家。據(jù)統(tǒng)計，中國從2000年到2005年，十溴聯(lián)苯醚的產(chǎn)量從10000噸增加到了30000噸，增幅為200%。

BDE209具有持久性、毒性、致癌性和致突變性，是一類具有生態(tài)風險的環(huán)境污染物。BDE209在生產(chǎn)、運輸、使用和廢棄處置等過程中會通過各種途徑進入環(huán)境中，已在全球范圍內(nèi)的大氣、水體、沉積物、生物體和人體中被廣泛檢出，而且污染水平有不斷增高的趨勢。由于BDE209結構中的溴原子具有強吸電子能力，導致其在自然環(huán)境中很難氧化，關于氧化法降解BDE209的研究及技術較少，因此，只能采用還原法降解，目前主要包括納米材料降解法、微生物降解法和光降解法這三種降解方法，但這三種降解方法僅能將BDE209還原脫溴到3溴或者是聯(lián)苯醚，不能徹底將十溴聯(lián)苯醚開環(huán)，易產(chǎn)生二次污染，并未從根本上解決污染問題。

將納米材料和類芬頓高級氧化技術相結合對鹵代有機污染物進行處理，是比較有效的修復技術之一。其中，納米零價鐵由于具有還原性強、來源廣、成本低等優(yōu)點而受到許多學者的青睞。但是由于納米零價鐵存在小尺寸效應和表面積效應，不穩(wěn)定、易團聚，且易被氧化形成鈍化層針鐵礦（α-FeOOH）、纖鐵礦（γ-FeOOH）、磁鐵礦（Fe₃O₄），導致顆粒表面的活性點位下降，限制了其應用。

本發(fā)明制備了一種納米Fe⁰@Fe₃O₄復合材料，納米零價鐵顆粒均勻包裹在納米四氧化三鐵表面，解決了納米零價鐵易團聚的問題，且表面不易鈍化。本發(fā)明的納米Fe⁰@Fe₃O₄復合材料具有較大的比表面積和較強的還原性，將該納米復合材料的強還原性與類芬頓反應產(chǎn)生的強氧化性羥基自由基結合起來，可有效的將BDE209還原脫溴，并進一步開環(huán)礦化，從根本上解決了污染問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種納米Fe⁰@Fe₃O₄復合材料及其制備方法與應用。

本發(fā)明所采取的技術方案是：

一種納米Fe⁰@Fe₃O₄復合材料的制備方法，包括以下步驟：

1)將三價鐵鹽和二價鐵鹽溶解在HCl溶液中，得到溶液A；