[發明專利]一種應用于廢水脫氯的Fe氧化物納米材料的制備方法

有效

• 申請號: 202111596825.0
• 申請日: 2021-12-24
• 公開（公告）號: CN114314674B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 朱莎莎;鄒超;陳天明;遠野;丁成;潘晶晶;王哲;張鳳
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院;鹽城工學院技術轉移中心有限公司
• 主分類號: C01G49/02
• 分類號: C01G49/02;B01J19/00;B01J19/24;C02F1/461;C02F3/00;C02F101/36
• 代理公司: 北京冠和權律師事務所 11399
• 代理人: 田春龍

本發明提供一種應用于廢水脫氯的Fe氧化物納米材料的制備方法，包括：A、稱取0.1?2mmol的氯化鐵和0.5?5mmol的碳酸氫鈉，將稱取的氯化鐵和碳酸氫鈉溶于10?80ml的一級水中，攪拌混合均勻，獲得第一混合溶液；B、將Fe Foam清洗干凈，晾干以備用；C、將第一混合溶液和備用的Fe Foam加入到反應釜中，100?160℃下加熱4?10h，獲得前驅體，并清洗干凈，晾干以備用；D、將備用的前驅體放入管式爐，Ar氣氛下進行200?500℃退火0.5?3h，獲得Fe氧化物納米材料。本發明制備的Fe氧化物納米材料作為陰極組裝成生物電化學系統并將已馴化的微生物接種到此電極上用于廢水中脫氯，效率優于單純的生物法和化學法，制備方法成本低，也不會產生二次污染，可以提升改善污染的作用。

技術領域

本發明涉及污水處理技術領域，特別涉及一種應用于廢水脫氯的Fe氧化物納米材料的制備方法。

背景技術

廢水中氯代有機物的降解主要有物理法、化學法和生物法等。物理法是將污染物進行轉移并沒有徹底的消除，對改善污染的作用小，化學法主要有焚燒法和氧化還原等方法，容易引起二次污染且成本比較高。

近年來，為了進一步加快降解速率，生物電化學系統(以微生物為催化劑在電極上進行氧化還原的一種電化學系統)作為一種新型的廢水處理方法廣受關注。生物電化學系統主要依靠附著在電極上的產電微生物起作用，所以電極材料對于生物電化學系統的成本、產電能力、污染物去除效果影響很大，電極材料的研究對于推廣生物電化學系統的工程放大應用至關重要，污染物去除效果好的電極材料主要為Pt基等貴金屬，由于其成本高限制了其大范圍的應用。過渡金屬化合物具有成本低，導電性好等優勢受到研究者們的青睞。在過渡金屬化合物中，Fe的氧化物納米材料具有相當好的催化活性及穩定性，Liu et al.報道了一種可反應離子液體原位誘導合成Fe3O4納米粒子修飾的N摻雜三維中空多孔碳微管多功能催化劑，由于特殊的三維多孔結構以及Fe3O4和摻雜N的協同效應，催化劑具有高效且穩定的電催化性能。Adamson et al.成功地制備出了一種二元金屬氧化物復合材料，該復合材料由CoO和Fe3O4相組成，具有特殊的CoO(111)/Fe3O4(311)界面，催化活性和穩定性優異。Xie et al.報道了一種單片電化學電池(MEC)，由鉑納米顆粒和FeNi3/Fe3O4雜化納米顆粒組成，固定在聚酰亞胺薄膜兩側的激光誘導石墨烯電極上。當用作單個電極時，催化活性優異，將其組裝成MEC，性能優異，與傳統的方法相比省去了制造全電池的多個組裝步驟，從而為通過原位合成嵌入LIG電極中的各種電催化劑制備MEC提供了一條通用途徑。

但是，文獻中已報道的Fe氧化物納米材料并沒有應用于廢水中氯代有機物的脫除，只是被廣泛的用于基底材料。

因此，本申請提出一種應用于廢水脫氯的Fe氧化物納米材料的制備方法，并采用生物電化學法將的Fe氧化物納米材料進行廢水中脫氯研究，解決現有技術在該領域的空白問題。

發明內容

本發明目的之一在于提供了一種應用于廢水脫氯的Fe氧化物納米材料的制備方法，制備了Fe氧化物納米材料有助于廢水中氯代有機物的脫除，Fe氧化物納米材料的制備原料價格低，用于脫氯成本低，也不會產生二次污染，具有較好的應用前景，具有改善污染的作用；同時，將Fe氧化物納米材料為陰極，組裝成生物電化學系統，將其應用到廢水中氯代有機物的脫除，其脫氯效率優于單獨的微生物脫除法和化學脫除法；另外，將不同濃度的碳酸氫鈉加入到反應液中可能會得到不同比表面積的Fe氧化物納米材料，從而提升Fe氧化物納米材料與微生物的相容性。

本發明實施例提供的一種應用于廢水脫氯的Fe氧化物納米材料的制備方法，包括：

A、稱取0.1-2mmol的氯化鐵和0.5-5mmol的碳酸氫鈉，將稱取的氯化鐵和碳酸氫鈉溶于10-80ml的一級水中，攪拌混合均勻，獲得第一混合溶液；

B、將1x1cm Fe Foam基底材料清洗干凈，晾干以備用；