[發(fā)明專(zhuān)利]一種機(jī)械球磨法制備Fe0/ZSM?5復(fù)合材料的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710172177.3
• 申請(qǐng)日: 2017-03-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107010638A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王春峰;朱艷臣;魏明杰;姚丹;陳冠飛;吳娛帆
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河南師范大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C01B39/38
• 分類(lèi)號(hào): C01B39/38
• 代理公司: 新鄉(xiāng)市平原專(zhuān)利有限責(zé)任公司41107
• 代理人: 于兆惠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于負(fù)載型零價(jià)鐵的合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種機(jī)械球磨法制備Fe⁰/ZSM-5復(fù)合材料的方法。

背景技術(shù)

ZSM-5分子篩是一種可調(diào)硅鋁比且具有穩(wěn)定骨架的新結(jié)構(gòu)沸石分子篩，其具有規(guī)則的二維孔道系統(tǒng)，因而在吸附、物料傳遞、耐酸腐蝕性和耐高溫穩(wěn)定性等方面更加具有優(yōu)勢(shì)，在環(huán)境領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。由于其獨(dú)特的孔結(jié)構(gòu)特性，不僅為反應(yīng)物和產(chǎn)物提供了豐富的進(jìn)出通道，也為制備高活性、高選擇性能的工業(yè)催化劑提供了晶體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。目前，制備零價(jià)鐵的方法主要有液相制備法、固相制備法和氣相制備法。

其中，液相制備法原理簡(jiǎn)單，能夠制備出穩(wěn)定分散的零價(jià)鐵，然而由于在液相條件下反應(yīng)，大批量的生產(chǎn)受到了限制，同時(shí)液相制備法在洗滌過(guò)程中很容易發(fā)生團(tuán)聚，導(dǎo)致零價(jià)鐵的性能降低；氣相制備法雖然制備出的零價(jià)鐵純度高，結(jié)晶好，粒經(jīng)小，顆粒粒經(jīng)分布也比較均勻，但對(duì)設(shè)備條件要求高，操作困難，難以適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的要求；而固相制備法，特別是高能球磨法，操作簡(jiǎn)單，成本低，產(chǎn)量高，容易產(chǎn)業(yè)化。面對(duì)日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，使得人們?cè)絹?lái)越關(guān)注對(duì)環(huán)境問(wèn)題的改善。自從發(fā)現(xiàn)零價(jià)鐵在處理重金屬污染和水中污染物方面有著很好的潛力以來(lái)，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于污染水體的處理和生態(tài)環(huán)境的修復(fù)，但單獨(dú)使用制得的零價(jià)鐵效果不夠理想，一定程度上限制了零價(jià)鐵的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種工藝簡(jiǎn)單的機(jī)械球磨法制備Fe⁰/ZSM-5復(fù)合材料的方法，該方法制得的Fe⁰/ZSM-5復(fù)合材料穩(wěn)定性較好，并且能夠較好地應(yīng)用于處理水或土壤中的污染物。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案，一種機(jī)械球磨法制備Fe⁰/ZSM-5復(fù)合材料的方法，其特征在于具體步驟為：

（1）將零價(jià)鐵和ZSM-5分子篩按照質(zhì)量比1:1.5-6的比例混合均勻得到原料混合物；

（2）將步驟（1）得到的原料混合物與氧化鋯磨球按照球料比為35:1的質(zhì)量比例置于磨罐中，在轉(zhuǎn)速為300-375r/min的機(jī)械球磨條件下交替正反轉(zhuǎn)球磨6-8h得到球磨產(chǎn)物；

（3）將步驟（2）得到的球磨產(chǎn)物研磨粉碎得到Fe⁰/ZSM-5復(fù)合材料。

進(jìn)一步優(yōu)選，步驟（1）中零價(jià)鐵與ZSM-5分子篩的質(zhì)量比為1:2。

進(jìn)一步優(yōu)選，步驟（2）中的氧化鋯磨球包括直徑為1mm氧化鋯磨球、直徑為2mm的氧化鋯磨球、直徑為4mm的氧化鋯磨球和直徑為8mm的氧化鋯磨球，其中直徑為1mm氧化鋯磨球、直徑為2mm的氧化鋯磨球、直徑為4mm的氧化鋯磨球與直徑為8mm的氧化鋯磨球的質(zhì)量比為3:8:20:8。

本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明通過(guò)機(jī)械球磨法制得的Fe⁰/ZSM-5復(fù)合材料，在制備過(guò)程中并沒(méi)有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成鐵的氧化物，并且有效避免了團(tuán)聚現(xiàn)象，使用效果較好，在處理水或土壤中的污染物中應(yīng)用效果優(yōu)越。

附圖說(shuō)明

圖1是實(shí)施例1制得的Fe⁰/ZSM-5復(fù)合材料的XRD圖；

圖2是實(shí)施例1制得的Fe⁰/ZSM-5復(fù)合材料的SEM圖；

圖3是對(duì)比例1制得的零價(jià)鐵的XRD圖；

圖4是對(duì)比例1制得的零價(jià)鐵的SEM圖。

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但不應(yīng)該將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

1、將ZSM-5分子篩和零價(jià)鐵按一定比例充分混合得到原料混合物，ZSM-5分子篩與零價(jià)鐵的質(zhì)量比為2:1，磨球包括Φ1mm、Φ2mm、Φ4mm和Φ8mm四種氧化鋯磨球，四種氧化鋯磨球?qū)?yīng)的質(zhì)量比為3:8:20:8；

2、將磨球與原料混合物按照球料比為35:1的質(zhì)量比例置于球磨罐中，啟動(dòng)機(jī)械球磨機(jī)正反轉(zhuǎn)交替球磨8h得到球磨產(chǎn)物，其中機(jī)械球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為375r/min；

3、將球磨產(chǎn)物研磨粉碎得到Fe⁰/ZSM-5復(fù)合材料。