[發明專利]一種濕式固相機械球磨法制備Fe0/ZSM-5復合材料的方法

有效

• 申請號: 201710453860.4
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107352555B
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 王春峰;魏明杰;姚丹;吳娛帆;朱艷臣;陳冠飛
• 申請（專利權）人: 河南師范大學
• 主分類號: C01B39/38
• 分類號: C01B39/38;B22F9/04
• 代理公司: 新鄉市平原智匯知識產權代理事務所(普通合伙) 41139
• 代理人: 路寬

本發明公開了一種濕式固相機械球磨法制備Fe⁰/ZSM?5復合材料的方法，屬于負載型零價鐵的合成技術領域。本發明的技術方案要點為：（1）將零價鐵和ZSM?5分子篩按質量比1:1.5?6混合均勻后在丙二醇溶液中分散得到原料混合液；（2）將氧化鋯磨球與原料混合液按照球料比為30?40:1的質量比例置于球磨罐中，在轉速為300?400r/min的機械球磨條件下間歇交替正反轉球磨6?8h得到球磨混合液；（3）將球磨混合液從球磨罐中倒出，離心使固液分離，再用無水乙醇洗滌固體產物2?3次，然后置于真空干燥箱中進行干燥得到Fe⁰/ZSM?5復合材料。本發明工藝簡單且成本低廉，能夠大產量制備穩定性良好的Fe⁰/ZSM?5復合材料，并且制備的Fe⁰/ZSM?5復合材料用于處理水和土壤中的污染物性能優越。

技術領域

本發明屬于負載型零價鐵的制備技術領域，具體涉及一種濕式固相機械球磨法制備Fe⁰/ZSM-5復合材料的方法。

背景技術

分子篩是結晶態的硅酸鹽或硅鋁酸鹽，由硅氧四面體或鋁氧四面體通過氧橋鍵相連而形成，具有獨特的孔道和空腔體系，從而具有篩分分子的特性。由于分子篩具有吸附能力高、熱穩定性強等其它吸附劑所不具有的優點，使得分子篩獲得廣泛的應用。目前，零價鐵的制備方法可分為機械法、液相法、固相法和氣相法等四大類。

其中，液相制備法原理簡單，能夠制備出穩定分散的零價鐵，然而由于在液相條件下反應，大批量的生產受到了限制，同時液相制備法在洗滌過程中很容易發生團聚，導致零價鐵的性能降低；氣相制備法雖然制備出的零價鐵純度高，結晶好，粒經小，顆粒粒經分布也比較均勻，但對設備條件要求高，操作困難，難以適應大規模生產的要求；而固相制備法，特別是高能球磨法，操作簡單，成本低，產量高，容易產業化。

隨著環境問題的日益嚴重，人們越來越多地關注如何改善環境問題。自從發現零價鐵在處理環境中重金屬等無機污染物和有機污染物方面有著很好的潛力后，其已被廣泛應用于生態環境的修復，但是大產量制備穩定性良好的零價鐵就成為世界的難題，這也大大限制了零價鐵產業的進程。因此，尋找工藝簡單且能夠大產量制備穩定性良好零價鐵的方法顯得尤為重要。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供了一種工藝簡單且成本低廉的濕式固相機械球磨法制備Fe⁰/ZSM-5復合材料的方法，該方法能夠大產量制備穩定性良好的Fe⁰/ZSM-5復合材料，并且制備的Fe⁰/ZSM-5復合材料用于處理水和土壤中的污染物性能優越。

本發明為解決上述技術問題采用如下技術方案，一種濕式固相機械球磨法制備Fe⁰/ZSM-5復合材料的方法，其特征在于具體步驟為：

（1）將零價鐵和ZSM-5分子篩按質量比1:1.5-6混合均勻后在丙二醇溶液中分散得到原料混合液；

（2）將氧化鋯磨球與步驟（1）得到的原料混合液按照球料比為30-40:1的質量比例置于球磨罐中，在轉速為300-400r/min的機械球磨條件下間歇交替正反轉球磨6-8h得到球磨混合液；

（3）將步驟（2）得到的球磨混合液從球磨罐中倒出，離心使固液分離，再用無水乙醇洗滌固體產物2-3次，然后置于真空干燥箱中進行干燥得到Fe⁰/ZSM-5復合材料。

進一步優選，步驟（1）中零價鐵與ZSM-5分子篩的質量比為1:2。

進一步優選，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的氧化鋯磨球的質量比為3:8:20:8。