專利名稱：油酸-普流尼克包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒及其合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種油酸_普流尼克包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒及其合成方法。
背景技術(shù)：
將比表面積大、反應(yīng)性高的納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒輸送到地下水中的氯代烴污染區(qū)域是一 項(xiàng)具有前景的地下水原位修復(fù)技術(shù)。但因納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒極易團(tuán)聚， 一來影響其在地下水中的移動(dòng)，二來導(dǎo)致其比表面積下降，從而影響其反應(yīng)性。為了將納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒有效用于地下水原位修復(fù)，必須使其形成穩(wěn)定的懸浮液。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，而提供一種能在地下水中形成穩(wěn)定的懸浮液，且脫氯能力好的油酸-普流尼克包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒及其合成方法。
本發(fā)明所提供的一種油酸-普流尼克包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒，其結(jié)構(gòu)組
成為中心為納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒，納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒表面包覆著一層油酸；油酸層外面包覆著一層普流尼克F-127 (PluronicF-127);油酸-普流尼克包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒中，納米級(jí)零價(jià)鐵所占質(zhì)量百分比為66. 0~76.0wt%，油酸所占質(zhì)量百分比為9. 0~16. Owt%，普流尼克F-127所占質(zhì)量百分比為14.0-18. Owt%。
本發(fā)明所提供的一種油酸-普流尼克包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒的合成方1) 采用油酸對(duì)納米級(jí)零價(jià)鐵進(jìn)行表面包覆將納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒和油酸按質(zhì)量比4. 0:1 ~ 8.5:1加入水中，并調(diào)節(jié)pH-8 9后，在室溫 8(TC下反應(yīng)O. 5~3小時(shí)，將固體分離洗滌，得到油酸包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒；
2) 采用普流尼克F-127對(duì)油酸包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒進(jìn)行表面包覆將油酸包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒和普流尼克F-127按質(zhì)量比4. 5: 1 ~ 6. 5: l加入水中，并在室溫 30。C下反應(yīng)9~10小時(shí)，將固體分離洗滌，再于真空干燥箱中于室溫~ 5 (TC下干燥3 ~ 2 4小時(shí)，得到油酸-普流尼克包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒。
本發(fā)明具有以下有益效果
1)本發(fā)明所提供的油酸-普流尼克包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒中，油酸以化學(xué)吸附的方式結(jié)合在納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒表面，油酸中的碳鏈再與普流尼克F-127中的聚氧丙烯鏈段以分子間作用力連接在一起，而普流尼克F-127的聚氧乙烯鏈段賦予油酸-普流尼克包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒親水性。與未包覆的納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒相比，其懸浮性和脫氯能力都得了到顯著提高，可應(yīng)用于地下水修復(fù)和難降解有毒有機(jī)廢水處理等領(lǐng)域。
2 )本發(fā)明所提供的油酸-普流尼克包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒的合成工藝簡(jiǎn)單，易于操作，重復(fù)性強(qiáng)。


圖1 (a)、實(shí)施例1制備的油酸-普流尼克包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒的透射電子顯微鏡照片；
圖l(b)、未包覆的納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒的透射電子顯微鏡照片。圖2、實(shí)施例1制備的油酸-普流尼克包覆納米級(jí)零價(jià)鐵懸浮液和未包覆的納米級(jí)零價(jià)鐵懸浮液在508納米下相對(duì)吸光度隨時(shí)間變化的曲線。
圖3、實(shí)施例2制備的油酸-普流尼克包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒的透射電子顯微鏡照片。
圖4、實(shí)施例3制備的油酸-普流尼克包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒的透射電子顯微鏡照片。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
1 )稱取3. 75克FeS04 . 7H20和1. 20克NaBH4，分別溶于50毫升脫氧去離子水中，在攪拌條件下將NaBH4水溶液滴加到FeS04 7H20水溶液中生成黑色的納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒，繼續(xù)攪拌10分鐘，然后在通N2條件下用脫氧去離子水將納米^價(jià)鐵顆粒洗滌3次；
2 )用脫氧去離子水將步驟1)制備的納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒制成150毫升懸浮液，并用濃度為0. 5摩爾/升的NaOH水溶液調(diào)節(jié)pH值至9,加入0. 1毫升油酸，在80。C下攪拌反應(yīng)0. 5小時(shí)，用離心機(jī)進(jìn)行固液分離，將所得固體依次用無水乙醇和脫氧去離子水各洗滌3次，得到油酸包覆納米!5Jf:價(jià)鐵顆粒；
3)用脫氧去離子水將步驟2)制備的油酸包覆納米iSJf:價(jià)鐵顆粒制成150毫升懸浮液，并加入0.15克普流尼克F-127后，在室溫下攪拌反應(yīng)10小時(shí)，將所得固體用脫氧去離子水超聲洗滌6次，再于真空干燥箱中50。C下干燥3小時(shí)，得到油酸-普流尼克包覆納米級(jí)零價(jià)4失顆粒。從圖1可見，未包覆的納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒有明顯的棱角，而用油酸-普流尼克包覆后的納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒為球形，且表面有一層薄膜。
從圖2可看出，經(jīng)83分鐘后油酸-普流尼克包覆納米ISJf:價(jià)鐵懸浮液的吸光度降低至初始值的32.3%,而未包覆的納米級(jí)零價(jià)鐵懸浮液的吸光度降低至初始值的13. 3 % ，表明油酸-普流尼克包覆層提高了納米級(jí)零價(jià)鐵懸浮液的穩(wěn)定性。此外，油酸-普流尼克包覆納米級(jí)零價(jià)鐵懸浮液的沉降過程分為兩個(gè)階段，0~ 500秒為第一階段，是顆粒的團(tuán)聚過程，該階段顆粒不沉降；500秒之后為第二階段，是團(tuán)聚顆粒的沉降過程。
實(shí)施例2
1)同實(shí)施例1中的步驟l);
2 )用脫氧去離子水將步驟1)制備的納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒制成150毫升懸浮液，并加入O. 2毫升油酸，在30。C下攪拌反應(yīng)3小時(shí)，用離心機(jī)進(jìn)行固液分離，將所得固體依次用無水乙醇和脫氧去離子水各洗滌3次，得到油酸包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒；
3)用脫氧去離子水將步驟2)制備的油酸包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒制成150毫升懸浮液，并加入0. 2克普流尼克F-127后，在3(TC下攪拌反應(yīng)10小時(shí)，將所得固體用脫氧去離子水超聲洗滌6次，再于真空干燥箱中50。C下干燥3小時(shí)，得到油酸-普流尼克包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒。
由圖3可見，油酸-普流尼克包覆納米級(jí)零價(jià)4失顆粒呈明顯的核殼結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例3
1)同實(shí)施例1中的步驟l);
2 )用脫氧去離子水將步驟1)制備的納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒制成150毫升懸浮液，并加入O. 17毫升油酸，在室溫下攪拌反應(yīng)3小時(shí)，用離心機(jī)進(jìn)行 固液分離，將所得固體依次用無水乙醇和脫氧去離子水各洗滌3次，得到 油酸包覆納米!5Uf:價(jià)4失顆粒；
3)用脫氧去離子水將步驟2)制備的油酸包覆納米MJ:價(jià)鐵顆粒制成 150毫升懸浮液，并加入0. 15克普流尼克F-127后，在室溫下攪拌反應(yīng)10 小時(shí)，將所得固體用脫氧去離子水超聲洗滌6次，再于真空干燥箱中室溫 下干燥24小時(shí)，得到油酸-普流尼克包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒。
從圖4中可以看出，納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒表面包覆有一層膜且顆粒連接 成樹枝狀。
脫氯能力試驗(yàn)
將實(shí)施例2所制備的油酸-普流尼克包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒與初始濃度 為20毫克/升的2， 4-二氯酚水溶液在3(TC下反應(yīng)，納米級(jí)零價(jià)鐵的投加量 為6克/升，反應(yīng)6小時(shí)后，2, 4-二氯酚的脫氯率達(dá)到84. 1%，而相同條件 下未包覆的納米級(jí)零價(jià)鐵對(duì)2， 4-二氯酚的脫氯率5小時(shí)后僅為20. 8% ，說 明油酸-普流尼克包覆層可提高納米級(jí)零價(jià)鐵的脫氯能力。
權(quán)利要求
1、一種油酸-普流尼克包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒，其特征在于，結(jié)構(gòu)組成為中心為納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒，納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒表面包覆著一層油酸；油酸層外面包覆著一層普流尼克F-127；油酸-普流尼克包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒中，納米級(jí)零價(jià)鐵所占質(zhì)量百分比為66.0～76.0wt％，油酸所占質(zhì)量百分比為9.0～16.0wt％，普流尼克F-127所占質(zhì)量百分比為14.0～18.0wt％。
2、 一種油酸-普流尼克包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒的制備方法，其特征在于， 包括以下步驟1) 采用油酸對(duì)納米級(jí)零價(jià)鐵進(jìn)行表面包覆將納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒和油 酸按質(zhì)量比4， 0:1-8. 5:1加入水中，并調(diào)節(jié)pH-8-9后，在室溫 8(TC下 反應(yīng)0. 5 ~ 3小時(shí)，將固體分離洗涂，得到油酸包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒；2) 采用普流尼克F-127對(duì)油酸包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒進(jìn)行表面包覆 將油酸包覆納米^jf:價(jià)鐵顆粒和普流尼克F-127按質(zhì)量比4. 5: 1 ~ 6. 5: l加 入水中，并在室溫 30。C下反應(yīng)9~10小時(shí)，將固體分離洗滌，再于真空 干燥箱中于室溫~ 50。C下干燥3 ~ 24小時(shí)，得到油酸-普流尼克包覆納米級(jí) 零價(jià)鐵顆粒。
全文摘要
油酸-普流尼克包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒及其合成方法屬于環(huán)境材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的目的是提供一種能在水中形成穩(wěn)定懸浮液的油酸-普流尼克包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒及其合成方法。合成步驟為1)將納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒和油酸按質(zhì)量比4.0∶1～8.5∶1在室溫～80℃溫度下反應(yīng)0.5～3小時(shí)得到油酸包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒；2)將油酸包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒和普流尼克F-127按質(zhì)量比4.5∶1～6.5∶1在室溫～30℃溫度下反應(yīng)9～10小時(shí)得到油酸-普流尼克包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒。本發(fā)明具有合成方法簡(jiǎn)單，易于操作和重復(fù)等優(yōu)點(diǎn)，得到的油酸-普流尼克包覆納米級(jí)零價(jià)鐵顆粒在地下水修復(fù)領(lǐng)域有應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)B22F1/02GK101554661SQ200910084369
公開日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月22日
發(fā)明者衛(wèi)建軍, 閃 李 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)