[發(fā)明專利]一種多孔磁性Fe/C混合物及其制備方法和應用

有效

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• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN112675817B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發(fā)明（設計）人: 彭祥;鄧文浩
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/02;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

本發(fā)明提供一種多孔磁性Fe/C混合物及其制備方法和應用，該多孔磁性Fe/C混合物的制備方法通過將亞鐵氰化鉀溶液和硝酸鐵、硫酸鐵、醋酸鐵、氯化鐵等三價鐵離子溶液混合后，進行置換反應，得到深藍色普魯士藍沉淀，隨后，將深藍色普魯士藍沉淀干燥、研磨、煅燒，得到可用于吸附廢水中重金屬的多孔磁性Fe/C混合物。本發(fā)明所得的孔磁性Fe/C混合物對廢水中的重金屬具有良好的吸附效果，且其制備方法簡單，易于回收，大大降低了重金屬吸附劑的制備成本，具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發(fā)明涉及廢水重金屬吸附技術領域，特別涉及一種多孔磁性Fe/C混合物及其制備方法和應用。

背景技術

在如今快速的工業(yè)發(fā)展下，人們的生活水平較以往有了大幅度的提升，然而工業(yè)快速的發(fā)展的代價就是對環(huán)境較大的污染，其中尤其是工業(yè)廢水對環(huán)境污染非常嚴重。所以對工業(yè)廢水的高效的凈化處理也引起了許多人的重視，其中處理廢水的一種方法就是通過多孔磁性材料吸附重金屬廢水中的重金屬離子。然而現(xiàn)有的如活性炭、功能性的重金屬離子吸附纖維等重金屬離子吸附劑因為需要在活性炭或纖維的表面負載如羧基等活性功能物質導致制備工藝較為復雜，且制備成本較高，且一般需要在其表面負載磁性物質，才能使其易于分離回收。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種多孔磁性Fe/C混合物的制備方法，以解決現(xiàn)有重金屬吸附劑的制備工藝復雜，制備成本較高且不易于分離回收的問題。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

一種多孔磁性Fe/C混合物的制備方法，包括以下步驟：

1)以Fe³⁺/K₄Fe(CN)₆＝5∶3-2∶1的摩爾比，將三價鐵離子溶液及亞鐵氰化鉀溶液混合反應，得到含有深藍色沉淀普魯士藍的混濁液A；

2)將所述混濁液A進行高速離心，將離心所得的固體黏性物質進行真空干燥，得到第一物料B；

3)將所述第一物料B充分研磨成粉末，得到第二物料C；

4)將所述第二物料C置于氣體流速為10-100sccm的惰性氣氛中，并以1-10℃·min^-1的升溫速率升溫至800-900℃進行煅燒，煅燒保溫時間為1-5h，得到多孔磁性Fe/C混合物。

可選地，所述步驟1)中所述三價鐵離子溶液為硝酸鐵溶液、氯化鐵溶液、硫酸鐵溶液、乙酸鐵溶液中的一種或多種。

可選地，所述步驟2)中所述真空干燥的干燥溫度為60-100℃，干燥時間為6-20h。

可選地，所述步驟4)中所述惰性氣氛為氮氣、氬氣中的一種或兩種。

在本發(fā)明中，亞鐵氰化鉀溶液與三價鐵離子溶液的混合方式對性能有一定的影響，優(yōu)選的方法是在冰水浴中，將一種溶液以滴加的方式滴加到另一種溶液中，達到減緩反應速率減小普魯士藍沉淀顆粒粒徑的目的。其中，亞鐵氰化鉀溶液與三價鐵離子溶液中那個為滴加液沒有特殊限定，可以任意決定。

而且，在本發(fā)明中，亞鐵氰化鉀溶液與三價鐵離子溶液的滴加速度沒有特殊限定，優(yōu)選保持勻速滴加，逐滴注入，更優(yōu)選在滴加時液滴連續(xù)落下，既不間斷，也不成股即可，以有效控制反應的速率并保證反應液均勻接觸。

本發(fā)明的第二目的在于提供一種多孔磁性Fe/C混合物，該多孔磁性Fe/C混合物由上述多孔磁性Fe/C混合物的制備方法制得。

本發(fā)明的第三目的在于提供一種多孔磁性Fe/C混合物在廢水重金屬吸附的應用，該應用包括以下步驟：

對含重金屬廢水中的重金屬濃度進行測試；根據(jù)測試的重金屬濃度確定所述多孔磁性Fe/C混合物的加入量，然后，將所述多孔磁性Fe/C混合物加入至含重金屬廢水中，在室溫下下攪拌一段時間。