一種重金屬離子廢水處理用納米粉體水懸浮液及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種重金屬離子廢水處理用納米粉體水懸浮液及其制備方法：將NiSO4和FeSO4按摩爾比x/y比例混合，在溶液PH值13~15，溫度80℃~90℃條件下與水合肼進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，生成FeNi磁性合金粉體；再將裝有磁性合金粉體水懸浮液的燒杯置于磁鐵上方，粉末沉淀在靠近磁鐵的區(qū)域，此時(shí)將燒杯內(nèi)的殘余水倒出；按質(zhì)量比FexNiy粉體/MMT/純凈水=3/3/100，將MMT、FexNiy粉體、水一起混合攪拌制成。本發(fā)明通過對(duì)納米鐵成分進(jìn)行修改，制備的納米鐵合金粉體不僅保持了良好的水處理活力，更重要的是粉體抗氧化能力強(qiáng)，可以長(zhǎng)期保存和使用；同時(shí)該粉體磁性能較純鐵粉體更強(qiáng)，易于處理廢水后用磁場(chǎng)去除。
【專利說明】
一種重金屬離子廢水處理用納米粉體水懸浮液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于重金屬離子廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種重金屬離子廢水處理用納米粉體水懸浮液及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]與傳統(tǒng)的環(huán)境修復(fù)技術(shù)相比，表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸和宏觀量子隧道效應(yīng)賦予了納米材料特有的性能，如巨大的比表面積、超強(qiáng)的吸附、催化和螯合能力，使得納米材料不僅克服了傳統(tǒng)修復(fù)技術(shù)的缺點(diǎn)，而且還表現(xiàn)出極高的修復(fù)效率。因此，利用納米材料對(duì)污染水體和土壤進(jìn)行修復(fù)已成為當(dāng)今環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
[0003]納米零價(jià)鐵微粒在處理氯化有機(jī)物，聚氯聯(lián)苯、無機(jī)非金屬離子，重金屬離子等污染物時(shí)表現(xiàn)出良好的處理效果。納米零價(jià)鐵在除污方面有顯著優(yōu)勢(shì)，一方面得益于其高的比表面積，使得它能高效地吸附污染物;另一方面是由于其本身具有較高的反應(yīng)活性，可以和多種污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而達(dá)到除污的效果。
[0004]隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)單獨(dú)使用納米FeO對(duì)水體進(jìn)行修復(fù)存在著易氧化的突出問題，在儲(chǔ)存和反應(yīng)過程中納米FeO會(huì)結(jié)塊，并且隨著試驗(yàn)時(shí)間的加長(zhǎng)，在空氣和水中不穩(wěn)定，容易被氧化，這個(gè)問題嚴(yán)重制約了納米FeO對(duì)水體修復(fù)的效果。為了解決這些問題，人們通過對(duì)納米材料的表面修飾進(jìn)行改進(jìn)，并取得了一定成效。
[0005]本項(xiàng)發(fā)明通過對(duì)納米鐵成分進(jìn)行修改，制備的納米鐵合金粉體不僅保持了良好的水處理活力，更重要的是粉體抗氧化能力強(qiáng)，可以長(zhǎng)期保存和使用；另外，本發(fā)明設(shè)計(jì)的粉體磁性能較純鐵粉體更強(qiáng)，易于處理廢水后用磁場(chǎng)去除。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對(duì)以上問題，提供一種超細(xì)磁性粉體水懸浮液及其制備方法，將一種超細(xì)磁性粉體分散懸浮到純凈水中制成可較長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)的懸浮液，該懸浮液按比例加入重金屬離子廢水中攪拌一段時(shí)間后可以去除重金屬離子。
[0007]本發(fā)明是這樣來實(shí)現(xiàn)的，一種重金屬離子廢水處理用納米粉體水懸浮液及其制備方法，其特征在于，其制備方法如下:
(1)主要原料準(zhǔn)備:硫酸亞鐵(FeS04)、六水合硫酸鎳(NiS04)、水合肼(分析純?cè)噭?，含? 80.0%，)、氫氧化鈉(分析純，含量2 97.0%)、膨潤土粉體(MMT，粒徑< 5μπι，純度298.0%)；
(2)制備納米FexNiy粉體(其中摩爾比x/y滿足:5: 5 < x/y < 6: 4，推薦x/y=6/4):將NiSO4和FeSO4按摩爾比x/y比例在純凈水中混合，制成(Ni2++Fe2+)濃度約為0.01mol/ml?
0.05mol/ml的水溶液，再加入水合肼(N2H4)，水合肼/(附2++?62+)的摩爾比為2:1?3:1;再加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)水溶液的PH值達(dá)到13?14;加熱水溶液溫度達(dá)到80°C~90°C，水溶液開始還原反應(yīng)，約反應(yīng)20?40min，在水中生成黑色FeNi磁性合金粉體，粉體在水中形成懸浮液；再將裝有磁性合金粉體水懸浮液的500ml燒杯置于Br > 0.1T，圓柱狀，直徑為5cm，高度為I?1cm的磁鐵上方，燒杯內(nèi)的粉末迅速沉淀在靠近磁鐵的區(qū)域，此時(shí)將燒杯內(nèi)的殘余水倒出，之后反復(fù)加入清水洗滌超細(xì)磁性粉體，用此方法從水中分離出超細(xì)磁性粉體，稱重FexNiy粉體質(zhì)量；
(3)制作納米FexNiy粉體水懸浮液:按質(zhì)量比FexNiy粉體/MMT/純凈水=3/3/100，將MMT、FexNiy粉體、水一起混合，充分?jǐn)嚢韬笾瞥杉{米FexNiy粉體水懸浮液。
[0008]本發(fā)明的有益效果在于:(I)通過對(duì)納米鐵成分進(jìn)行修改，制備的納米鐵合金粉體不僅保持了良好的水處理活力，更重要的是粉體抗氧化能力強(qiáng)，可以長(zhǎng)期保存和使用；(2)本發(fā)明設(shè)計(jì)的粉體磁性能較純鐵粉體更強(qiáng)，易于處理廢水后用磁場(chǎng)去除。
【具體實(shí)施方式】
[0009]實(shí)施例1:一種重重金屬離子廢水處理用納米粉體水懸浮液及其制備方法，其特征在于，其制備方法如下:
(1)主要原料準(zhǔn)備:硫酸亞鐵(FeS04)、六水合硫酸鎳(NiS04)、水合肼(分析純?cè)噭?，含? 80.0%，)、氫氧化鈉(分析純，含量2 97.0%)、膨潤土粉體(MMT，粒徑< 5μπι，純度298.0%)；
(2)制備納米FexNiy粉體:其中摩爾比x/y=5:5，將NiSO4和FeSO4按摩爾比5/5比例在純凈水中混合，制成(Ni2++Fe2+)濃度為0.01mol/ml的水溶液，再加入水合肼(N2H4)，水合肼/(Ni2++Fe2+)的摩爾比為2:1;再加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)水溶液的PH值達(dá)到13;加熱水溶液溫度達(dá)到80°C，水溶液開始還原反應(yīng)，反應(yīng)20min，在水中生成黑色FeNi磁性合金粉體，粉體在水中形成懸浮液;再將裝有磁性合金粉體水懸浮液的500ml燒杯置于Br > 0.1T，圓柱狀，直徑為5cm，高度為I?1cm的磁鐵上方，燒杯內(nèi)的粉末迅速沉淀在靠近磁鐵的區(qū)域，此時(shí)將燒杯內(nèi)的殘余水倒出，之后反復(fù)加入清水洗滌超細(xì)磁性粉體，用此方法從水中分離出超細(xì)磁性粉體，稱重FexNiy粉體質(zhì)量；
(3)制作納米FexNiy粉體水懸浮液:按質(zhì)量比FexNiy粉體/MMT/純凈水=3/3/100，將MMT、FexNiy粉體、水一起混合，充分?jǐn)嚢韬笾瞥杉{米FexNiy粉體水懸浮液。
[0010]實(shí)施例2:—種重重金屬離子廢水處理用納米粉體水懸浮液及其制備方法，其特征在于，其制備方法如下:
(1)主要原料準(zhǔn)備:硫酸亞鐵(FeS04)、六水合硫酸鎳(NiS04)、水合肼(分析純?cè)噭?，含? 80.0%，)、氫氧化鈉(分析純，含量2 97.0%)、膨潤土粉體(MMT，粒徑< 5μπι，純度298.0%)；
(2)制備納米FexNiy粉體:其中摩爾比x/y=6:4，將NiSOjPF e S04按摩爾比6/4比例在純凈水中混合，制成(Ni2++Fe2+)濃度為0.05mol/ml的水溶液，再加入水合肼(N2H4)，水合肼/(Ni2++Fe2+)的摩爾比為3:1;再加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)水溶液的PH值達(dá)到14;加熱水溶液溫度達(dá)到90°C，水溶液開始還原反應(yīng)，反應(yīng)40min，在水中生成黑色FeNi磁性合金粉體，粉體在水中形成懸浮液;再將裝有磁性合金粉體水懸浮液的500ml燒杯置于Br > 0.1T，圓柱狀，直徑為5cm，高度為I?1cm的磁鐵上方，燒杯內(nèi)的粉末迅速沉淀在靠近磁鐵的區(qū)域，此時(shí)將燒杯內(nèi)的殘余水倒出，之后反復(fù)加入清水洗滌超細(xì)磁性粉體，用此方法從水中分離出超細(xì)磁性粉體，稱重FexNiy粉體質(zhì)量；
(3)制作納米FexNiy粉體水懸浮液:按質(zhì)量比FexNiy粉體/MMT/純凈水=3/3/100，將MMT、FexNiy粉體、水一起混合，充分?jǐn)嚢韬笾瞥杉{米FexNiy粉體水懸浮液。
[0011]實(shí)施例3:—種重重金屬離子廢水處理用納米粉體水懸浮液及其制備方法，其特征在于，其制備方法如下:
(1)主要原料準(zhǔn)備:硫酸亞鐵(FeS04)、六水合硫酸鎳(NiS04)、水合肼(分析純?cè)噭?，含? 80.0%，)、氫氧化鈉(分析純，含量2 97.0%)、膨潤土粉體(MMT，粒徑< 5μπι，純度298.0%)；
(2)制備納米FexNiy粉體:其中摩爾比x/y=6:4，將NiSOjPF e S04按摩爾比6/4比例在純凈水中混合，制成(Ni2++Fe2+)濃度為0.03mol/ml的水溶液，再加入水合肼(N2H4)，水合肼/(Ni2++Fe2+)的摩爾比為2.5:1;再加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)水溶液的PH值達(dá)到13.5;加熱水溶液溫度達(dá)到85°C，水溶液開始還原反應(yīng)，反應(yīng)30min，在水中生成黑色FeNi磁性合金粉體，粉體在水中形成懸浮液;再將裝有磁性合金粉體水懸浮液的500ml燒杯置于Br > 0.1T，圓柱狀，直徑為5cm，高度為I?1cm的磁鐵上方，燒杯內(nèi)的粉末迅速沉淀在靠近磁鐵的區(qū)域，此時(shí)將燒杯內(nèi)的殘余水倒出，之后反復(fù)加入清水洗滌超細(xì)磁性粉體，用此方法從水中分離出超細(xì)磁性粉體，稱重FexNiy粉體質(zhì)量；
(3)制作納米FexNiy粉體水懸浮液:按質(zhì)量比FexNiy粉體/MMT/純凈水=3/3/100，將MMT、FexNiy粉體、水一起混合，充分?jǐn)嚢韬笾瞥杉{米FexNiy粉體水懸浮液。
[0012]本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思和原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種重金屬離子廢水處理用納米粉體水懸浮液及其制備方法，其特征在于，其制備方法如下: (1)主要原料準(zhǔn)備:硫酸亞鐵(FeSO4)、六水合硫酸鎳(NiSO4)、水合肼(分析純?cè)噭?，含?gt; 80.0%，)、氫氧化鈉(分析純，含量I 97.0%)、膨潤土粉體(MMT，粒徑< 5μπι，純度I 98.0%)； (2)制備納米FexNiy粉體:其中摩爾比x/y滿足:5:5< x/y ^ 6:4，將NiSO4和FeSO4按摩爾比x/y比例在純凈水中混合，制成(Ni2++Fe2+)濃度為0.01mol/ml?0.05mol/ml的水溶液，再加入水合肼(N2H4)，水合肼/(Ni2++Fe2+)的摩爾比為2:1?3:1;再加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)水溶液的PH值達(dá)到13?14;加熱水溶液溫度達(dá)到80 0C-90 °C，水溶液開始還原反應(yīng)，反應(yīng)20?40min，在水中生成黑色FeNi磁性合金粉體，粉體在水中形成懸浮液;再將裝有磁性合金粉體水懸浮液的500ml燒杯置于Br > 0.1T，圓柱狀，直徑為5cm，高度為I?1cm的磁鐵上方，燒杯內(nèi)的粉末迅速沉淀在靠近磁鐵的區(qū)域，此時(shí)將燒杯內(nèi)的殘余水倒出，之后反復(fù)加入清水洗滌超細(xì)磁性粉體，用此方法從水中分離出超細(xì)磁性粉體，稱重FexNiy粉體質(zhì)量； (3)制作納米FexNiy粉體水懸浮液:按質(zhì)量比FexNiy粉體/MMT/純凈水=3/3/100，將MMT、FexNiy粉體、水一起混合，充分?jǐn)嚢韬笾瞥杉{米FexNiy粉體水懸浮液。
【文檔編號(hào)】B82Y40/00GK105858853SQ201610436803
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年6月20日
【發(fā)明人】朱正吼, 宋暉
【申請(qǐng)人】南昌大學(xué)