專利名稱：一種負(fù)載型納米鐵氧化物/硅藻土復(fù)催化劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以硅藻土為基體，將鐵氧化物制備負(fù)載在其上的負(fù)載型納米鐵氧化物/ 硅藻土復(fù)催化劑的制備方法。
背景技術(shù)：
負(fù)載型納米鐵氧化物/硅藻土復(fù)催化劑，是以硅藻土為基體，將鐵氧化物制備負(fù)載在其上 的負(fù)載型納米鐵氧化物，具有表面積大、表面活性官能團(tuán)較多等特點(diǎn)，在化學(xué)反應(yīng)中主要是 進(jìn)行還原反應(yīng)或作為催化劑，它對(duì)環(huán)境中有機(jī)性污染物具有氧化降解功能。作為一種環(huán)境治 理材料，具有廣闊的應(yīng)用前景。
相對(duì)于自然存在的鐵氧化物，人工合成的鐵氧化物主要是晶體形態(tài)，電荷零點(diǎn)(ZPC)較
高，但同樣的，表面積較大、表面活性官能團(tuán)較多、電荷的可變性強(qiáng)。這些鐵氧化物，對(duì)土 壤中營養(yǎng)元素和污染物質(zhì)的吸附、遷移等都有非常重要的作用。
目前，制備納米鐵氧化物可由均勻沉淀法、溶膠-凝膠法、醇鹽水解法、強(qiáng)制水解法、氣 相分解法、微乳液法等進(jìn)行合成。若對(duì)合成出來的鐵氧化物在不同溫度及時(shí)間條件下進(jìn)行焙 燒，對(duì)樣品的結(jié)晶形態(tài)、顆粒大小、表面離子化學(xué)狀態(tài)、催化性能等都有較大的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種負(fù)載型納米鐵氧化物/硅藻土復(fù)催化劑制備方法，它利用價(jià)格較 為低廉的硅藻土和可溶性鐵鹽為原料，充分利用硅藻土的吸附能力，制備成負(fù)載型納米鐵氧 化物/硅藻土復(fù)催化劑，以降低鐵氧化物作為催化劑的使用成本，提高鐵氧化催化劑的催化 效果、沉降效果和應(yīng)用范圍。
本發(fā)明所提出的制備負(fù)載型納米鐵氧化物/硅藻土復(fù)催化劑的方法如下以可溶性鐵鹽為
原料，將所述的鐵鹽在水中溶解分散，加堿液調(diào)節(jié)pH為6-9，得到沉淀經(jīng)洗滌后加入水和硅 藻土，鐵鹽中含鐵量與所加硅藻土的質(zhì)量百分比為1.0% 20%，攪拌均勻，在300—50(TC下 高溫焙燒3 5小時(shí)即得負(fù)載型納米鐵氧化物/硅藻土復(fù)催化劑。
本發(fā)明用以調(diào)節(jié)可溶性鐵鹽分散液pH值的堿液為弱堿性溶液，尤以氨水為佳，可使所生 成沉淀顆粒細(xì)小，且即使體系中有殘留的堿液也會(huì)在加熱過程中除去。本發(fā)明無需用酸，加 熱溫度和時(shí)間是制備的重要因素，在300—50(TC溫度下焙燒3 5小時(shí)即可獲得較高穩(wěn)定的 負(fù)載型納米鐵氧化物。
所述的可溶性鐵鹽可選用硫酸亞鐵、硫酸鐵、三氯化鐵或二氯化鐵。 對(duì)本發(fā)明方法所制備的負(fù)載型納米鐵氧化物/硅藻土復(fù)催化劑作X射線粉末衍射和電鏡掃描試驗(yàn)可見，相較于單獨(dú)的硅藻土衍射曲線，負(fù)載型納米鐵氧化物的衍射曲線上有明顯的 鐵氧化物峰(圖1);在多孔的硅藻土基底上吸附有大量的鐵氧化物,且其粒徑都在lOOnm左 右，表明生成了負(fù)載型納米鐵氧化物/硅藻土復(fù)催化劑(圖2)。
經(jīng)實(shí)驗(yàn)還表明，在酸性溶液中本負(fù)載型納米鐵氧化物/硅藻土復(fù)催化劑可以做為鐵源持續(xù) 穩(wěn)定釋放出鐵離子(如圖3所示)。
以該負(fù)載型納米鐵氧化物/硅藻土復(fù)催化劑做鐵源利用芬頓反應(yīng)降解有機(jī)物鄰苯二甲酸 二甲酯的試驗(yàn)，降解前有機(jī)物鄰苯二甲酸二甲酯濃度20mg/1，降解120分鐘后有機(jī)物鄰苯二 甲酸二甲酯濃度2.5mg/l (如圖4所示)，可見利用本負(fù)載型納米鐵氧化物做催化劑可降解有 機(jī)物。
本發(fā)明所提供的有益技術(shù)效果是該法原料價(jià)格低廉，步驟簡單，所得負(fù)載型納米鐵氧 化物/硅藻土復(fù)催化劑穩(wěn)定、粒度小，有較好的沉降性、可回用。


圖1是負(fù)載型納米鐵氧化物/硅藻土復(fù)催化劑的X射線粉末衍射圖； 圖2是負(fù)載型納米鐵氧化物/硅藻土復(fù)催化劑的掃描電鏡圖； 圖3是負(fù)載型納米鐵氧化物/硅藻土復(fù)催化劑在酸性溶液中鐵離子溶出曲線； 圖4是負(fù)載型納米鐵氧化物/硅藻土復(fù)催化劑降解有機(jī)物降解曲線。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一
制備負(fù)載型納米鐵氧化物/硅藻土復(fù)催化劑的方法如下
以硫酸亞鐵(FeS04)為原料，將硫酸亞鐵0.75克于200ml水中攪拌溶解，滴入氨水至 pH為6-7，抽濾，沉淀用蒸餾水洗滌6次，并分散于200ral水中，加入5g硅藻土，待完全混 勻后，于40(TC加熱4小時(shí)，得黃色粉末。其中鐵氧化物的含量在5% 8% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))。
實(shí)施例二
制備負(fù)載型納米鐵氧化物/硅藻土復(fù)催化劑的方法如下
以二氯化鐵(FeCl2)為原料，將二氯化鐵1.3克于200ml水中攪拌溶解，滴入氨水至pH 為6-7，抽濾，沉淀用蒸餾水洗滌6次，并分散于200ml水中，加入5g硅藻土，待完全混勻 后，于50(TC加熱3小時(shí)，得淺黃色粉末。其中鐵氧化物的含量在10% 15% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))。
實(shí)施例三
制備負(fù)載型納米鐵氧化物/硅藻土復(fù)催化劑的方法如下
以硫酸亞鐵(Fe2 (S04) 3)為原料，將硫酸鐵2克于200ml水中攪拌溶解，滴入氨水至 pH為6-7，抽濾，沉淀用蒸餾水洗滌6次，并分散于200ml水中，加入5g硅藻土，待完全混勻后，于40(TC加熱3.5小時(shí)，得黃褐色粉末。其中鐵氧化物的含量在15% 25% (質(zhì)量分 數(shù))。
實(shí)施例四
制備負(fù)載型納米鐵氧化物/硅藻土復(fù)催化劑的方法如下
以三氯化鐵(FeCl3)為原料，將三氯化鐵2.9克于400ml水中攪拌溶解，滴入氨水至pH 為6-7，抽濾，沉淀用蒸餾水洗滌6次，并分散于200ml水中，加入5g硅藻土，待完全混勻 后，于300。C加熱5小時(shí)，得褐色粉末。其中鐵氧化物的含量在30% 35% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))。
權(quán)利要求
1.一種負(fù)載型納米鐵氧化物/硅藻土復(fù)催化劑的制備方法，其特征在于以可溶性鐵鹽為原料，將所述的鐵鹽在水中溶解分散，加堿液調(diào)節(jié)pH為6-9，得到沉淀經(jīng)洗滌后加入水和硅藻土，鐵鹽中含鐵量與所加硅藻土的質(zhì)量百分比為1.0％～20％，攪拌均勻，在300-500℃下高溫焙燒3～5小時(shí)即得負(fù)載型納米鐵氧化物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載型納米鐵氧化物/硅藻土復(fù)催化劑的制備方法，其特征在 于調(diào)節(jié)鐵鹽分散液pH值的堿液為弱堿性溶液。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)載型納米鐵氧化物/硅藻土復(fù)催化劑的制備方法，其特征在 于調(diào)節(jié)鐵鹽分散液pH值的堿液為氨水。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載型納米鐵氧化物/硅藻土復(fù)催化劑的制備方法，其特征在 于所述的可溶性鐵鹽為硫酸亞鐵、硫酸鐵、三氯化鐵或二氯化鐵。
全文摘要
本發(fā)明提供一種負(fù)載型納米鐵氧化物/硅藻土復(fù)催化劑制備方法，步驟是以可溶性鐵鹽為原料，將所述的鐵鹽在水中溶解分散，加堿液調(diào)節(jié)pH為6-9，得到沉淀經(jīng)洗滌后加入水和硅藻土，鐵鹽中含鐵量與所加硅藻土的質(zhì)量百分比為1.0％～20％，攪拌均勻，在300-500℃下高溫焙燒3～5小時(shí)即得負(fù)載型納米鐵氧化物/硅藻土復(fù)催化劑。該法原料價(jià)格低廉，步驟簡單，所得負(fù)載型納米鐵氧化物/硅藻土復(fù)催化劑穩(wěn)定、粒度小，有較好的沉降性、可回用。
文檔編號(hào)B01J21/08GK101318132SQ20071002848
公開日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2007年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月8日
發(fā)明者鴻 劉, 崔華楠, 川 王 申請(qǐng)人:中山大學(xué)