專利名稱：一種用于水域吸附油污的懸浮型磁性微粒及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于水域吸附油污的控制、治理的懸浮型磁性微粒及其制備方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代社會，石油作為能源占有極其重要的地位。然而，在石油的開采、加工、運(yùn)輸與使用過程中，有相當(dāng)數(shù)量的石油泄漏、廢棄于江河與海洋水域中，此外相當(dāng)多的化工產(chǎn)品屬于油相，一旦進(jìn)入水域，將對環(huán)境造成極大的威脅。治理水域石油污染成為當(dāng)務(wù)之急。清除水域油污染是非常困難的。目前國際上石油污染的治理有化學(xué)方法和物理方法。
化學(xué)方法按污染情況，采用乳化分散、集油或凝油方法治理。對厚度小于1毫米的油膜，采用化學(xué)消油劑清理水體油污染是有效的。然而化學(xué)清理方法消耗大量的藥品，還可能產(chǎn)生二次污染。
物理方法包括圍油欄、清污船與附屬回收裝置及吸油材料。這些方法隨海況和氣象條件的變化，回收能力變化較大，當(dāng)工作條件惡劣時，由于海流的運(yùn)動、海浪的動蕩起伏，使得水體表面的油污易于隨波逐流，擴(kuò)大污染面積。
利用磁性液體清除海面油污是一種新型的表面油污回收控制方法在水域污染油表面噴灑磁性液體，在磁場作用下，油污產(chǎn)生定向移動、回收。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種符合可持續(xù)發(fā)展要求的水域吸附油污控制、治理的懸浮型磁性微粒及其制備方法，制得的磁性微粒撒布于油污表面，即可與油污形成懸浮型磁性微粒一油污混合體系，在磁場作用下，磁性微粒一油液混合體系向磁場方向運(yùn)動從而達(dá)到水域油污控制、治理目的。
本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)采用工業(yè)廢渣粉煤灰空心微珠(以下稱空心微珠)作為載體，在空心微珠表面包裹鐵氧體層制得懸浮型磁性微粒?？招奈⒅榈幕瘜W(xué)組成主要為SiO2、Al2O3，空心微珠和鐵氧體質(zhì)量比為1∶1～1∶5。
所述的鐵氧體是指尖晶石型鐵氧體與六角晶系磁鉛石型鐵氧體(鎳、鈷、錳、鋇、鍶、鋅及以上各元素復(fù)合摻雜得到的鐵氧體)。
采用化學(xué)方法或物理方法在空心微珠表面包裹鐵氧體層制得懸浮型磁性微粒。化學(xué)方法是指共沉淀法、水熱合成法、微乳液法、金屬醇鹽溶膠-凝膠法、高分子網(wǎng)絡(luò)凝膠法、檸檬酸鹽溶膠-凝膠法、有機(jī)配合物前驅(qū)體法、自蔓延高溫合成法、燒結(jié)法中任一種方法。物理方法是指膠粘工藝、攪拌混合工藝任一種方法。
懸浮型磁性微粒與表面活性劑攪拌后撒布于油污表面，即可與油污形成懸浮型磁性微粒-油污混合體系。在磁場作用下，形成的磁性微粒-油液混合體系產(chǎn)生可控運(yùn)動。
制得的懸浮型磁性微粒如圖1所示。圖示中1為鐵氧體包裹層；2為空心微珠。
本發(fā)明的效果制得的磁性微粒懸浮于油液表面，即使經(jīng)攪動沉入水體內(nèi)部后，仍可浮起保持懸浮態(tài)。將懸浮型磁性微粒撒布水域油污表面，磁性微粒吸附油污并與油污形成磁性混合體系。在磁場作用下，形成的磁性微粒-油液混合體系向磁場方向運(yùn)動從而達(dá)到水域油污控制、治理目的。
空心微珠的化學(xué)組成主要為SiO2、Al2O3，為地殼礦物組成材料之一，不會對環(huán)境造成二次污染。同時懸浮型磁性微粒被吸附、收集后，經(jīng)除油處理，其磁性特性基本無變化，仍可重新使用。采用懸浮型磁性吸附材料治理水環(huán)境的油污染符合生態(tài)經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)等可持續(xù)發(fā)展要求。


圖1為本發(fā)明的懸浮型磁性微粒結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體的實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明是如何實現(xiàn)的實施例1采用檸檬酸凝膠溶膠方法制備懸浮型磁性微粒1.用檸檬酸絡(luò)合硝酸鐵、硝酸鋇制得前驅(qū)體按化學(xué)計量比Ba(NO3)2∶Fe(NO3)3∶檸檬酸＝1∶12∶19稱取原料，加入蒸餾水溶解，滴入氨水調(diào)節(jié)溶液PH值為7；2.前驅(qū)體中加入空心微珠，空心微珠和鐵氧體質(zhì)量比為1∶1～1∶5；3.溶液置于90℃水浴中攪拌4～5h，至液體為粘稠的膠體狀；4.所制備溶膠置于烘箱120℃4h，得到干燥凝膠；
5.凝膠置于馬弗爐內(nèi)以60℃/h升溫速率加熱至850℃，保溫2h后自然冷卻。
實施例2采用共沉淀法制備懸浮型磁性微粒1.分別配制FeCl3·6H2O、FeCl2·4H2O、NaOH溶液；2.將配制的FeCl3·6H2O、FeCl2·4H2O溶液倒入NaOH溶液中，加入空心微珠，空心微珠和鐵氧體質(zhì)量比為1∶1～1∶5，在80℃左右的溫度下均勻攪拌至反應(yīng)完成；3.用HCl進(jìn)行中和，F(xiàn)e3O4沉淀包裹在空心微珠表面；4.將得到的生成物用水清洗、離心機(jī)分離、真空干燥。
實施例3采用膠粘工藝方法制備懸浮型磁性微粒1.按1∶1∶0.1比例分別稱取(量取)空心微珠、鐵氧體粉體與苯乙烯-丙烯酸乳液；2.將鐵氧體粉體與苯乙烯-丙烯酸乳液均勻攪拌得到混合物；3.混合物凝結(jié)、硬化后，經(jīng)球磨機(jī)粉碎得到粉體。
權(quán)利要求
1.一種用于水域吸附油污的懸浮型磁性微粒，其特征在于空心微珠表面包裹鐵氧體層，空心微珠和鐵氧體質(zhì)量比為1∶1～1∶5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水域吸附油污的懸浮型磁性微粒，其特征在于鐵氧體是指尖晶石型鐵氧體與六角晶系磁鉛石型鐵氧體(鎳、鈷、錳、鋇、鍶、鋅及以上各元素復(fù)合摻雜得到的鐵氧體)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水域吸附油污的懸浮型磁性微粒的制備方法，其特征在于采用化學(xué)方法在空心微珠表面包裹鐵氧體制備懸浮型磁性微粒，化學(xué)方法是指共沉淀法、水熱合成法、微乳液法、金屬醇鹽溶膠-凝膠法、高分子網(wǎng)絡(luò)凝膠法、檸檬酸鹽溶膠-凝膠法、有機(jī)配合物前驅(qū)體法、自蔓延高溫合成法、燒結(jié)法中任一種方法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水域吸附油污的懸浮型磁性微粒的制備方法，其特征在于采用物理方法在空心微珠表面包裹鐵氧體制備懸浮型磁性微粒的制備方法，物理方法是指膠粘工藝、攪拌混合工藝中任一種方法。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水域吸附油污的懸浮型磁性微粒的制備方法，其特征在于方法1.用檸檬酸溶膠凝膠法制備懸浮型磁性微粒(1)用檸檬酸絡(luò)合硝酸鐵、硝酸鋇制得前驅(qū)體按化學(xué)計量比Ba(NO3)2∶Fe(NO3)3∶檸檬酸＝1∶12∶19稱取原料，加入蒸餾水溶解，滴入氨水調(diào)節(jié)溶液PH值為7；(2)前驅(qū)體中加入空心微珠，空心微珠和鐵氧體質(zhì)量比為1∶1～1∶5；(3)溶液置于90℃水浴中攪拌4～5h，至液體為粘稠的膠體狀；(4)所制備溶膠置于烘箱120℃4h，得到干燥凝膠；(5)凝膠置于馬弗爐內(nèi)以60℃/h升溫速率加熱至850℃，保溫2h后自然冷卻；方法2.采用共沉淀法制備懸浮型磁性微粒(1)分別配制FeCl3·6H2O、FeCl2·4H2O、NaOH溶液；(2)將配制的FeCl3·6H2O、FeCl2·4H2O溶液倒入NaOH溶液中，加入空心微珠，空心微珠和鐵氧體質(zhì)量比為1∶1～1∶5，在80℃左右的溫度下均勻攪拌至反應(yīng)完成；(3)用HCl進(jìn)行中和，F(xiàn)e3O4沉淀包裹在空心微珠表面；(4)將得到的生成物用水清洗、離心機(jī)分離、真空干燥；方法3.采用膠粘工藝方法制備懸浮型磁性微粒(1)按1∶1∶0.1比例分別稱取(量取)空心微珠、鐵氧體粉體與苯乙烯-丙烯酸乳液；(2)將鐵氧體粉體與苯乙烯-丙烯酸乳液均勻攪拌得到混合物；(3)混合物凝結(jié)、硬化后，經(jīng)球磨機(jī)粉碎得到粉體。
全文摘要
一種用于水域吸附油污的懸浮型磁性微粒及其制備方法，采用工業(yè)廢渣粉煤空心微珠作為載體，在其表面沉積鐵氧體制備磁性微粒，經(jīng)表面處理后將其撒布于水域油污表面，形成懸浮型磁性微?！臀刍旌象w系。在磁場作用下，形成的磁性微?！鸵夯旌象w系產(chǎn)生可控運(yùn)動從而達(dá)到水域油污控制、治理目的。空心微珠的化學(xué)組成主要為SiO
文檔編號C04B35/26GK1821105SQ20061002463
公開日2006年8月23日 申請日期2006年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月13日
發(fā)明者張宴清 申請人:同濟(jì)大學(xué)