申请日2016.06.20
公开(公告)日2016.08.17
IPC分类号C02F1/62; B22F9/24; B82Y40/00
摘要
本发明公开了一种重金属离子废水处理用纳米粉体水悬浮液及其制备方法：将NiSO4和FeSO4按摩尔比x/y比例混合，在溶液PH值13~15，温度80℃~90℃条件下与水合肼进行氧化还原反应，生成FeNi磁性合金粉体;再将装有磁性合金粉体水悬浮液的烧杯置于磁铁上方，粉末沉淀在靠近磁铁的区域，此时将烧杯内的残余水倒出;按质量比FexNiy粉体/MMT/纯净水=3/3/100，将MMT、FexNiy粉体、水一起混合搅拌制成。本发明通过对纳米铁成分进行修改，制备的纳米铁合金粉体不仅保持了良好的水处理活力，更重要的是粉体抗氧化能力强，可以长期保存和使用;同时该粉体磁性能较纯铁粉体更强，易于处理废水后用磁场去除。
权利要求书
1.一种重金属离子废水处理用纳米粉体水悬浮液及其制备方法，其特征在于，其制备方法如下：
(1)主要原料准备：硫酸亚铁(FeSO4)、六水合硫酸镍(NiSO4)、水合肼(分析纯试剂，含量≥80.0%，)、氢氧化钠(分析纯，含量≥97.0%)、膨润土粉体(MMT，粒径≤5μm，纯度≥98.0%);
(2)制备纳米FexNiy粉体：其中摩尔比x/y满足：5:5≤x/y≤6:4，将NiSO4和FeSO4按摩尔比x/y比例在纯净水中混合，制成(Ni2++Fe2+)浓度为0.01mol/ml~0.05mol/ml的水溶液，再加入水合肼(N2H4)，水合肼/(Ni2++Fe2+)的摩尔比为2:1~3:1;再加入氢氧化钠调节水溶液的PH值达到13~14;加热水溶液温度达到80℃~90℃，水溶液开始还原反应，反应20~40min，在水中生成黑色FeNi磁性合金粉体，粉体在水中形成悬浮液;再将装有磁性合金粉体水悬浮液的500ml烧杯置于Br≥0.1T，圆柱状，直径为5cm，高度为1~10cm的磁铁上方，烧杯内的粉末迅速沉淀在靠近磁铁的区域，此时将烧杯内的残余水倒出，之后反复加入清水洗涤超细磁性粉体，用此方法从水中分离出超细磁性粉体，称重FexNiy粉体质量;
(3)制作纳米FexNiy粉体水悬浮液：按质量比FexNiy粉体/MMT/纯净水=3/3/100，将MMT、FexNiy粉体、水一起混合，充分搅拌后制成纳米FexNiy粉体水悬浮液。
说明书
一种重金属离子废水处理用纳米粉体水悬浮液及其制备方法
技术领域
本发明属于重金属离子废水处理领域，具体涉及一种重金属离子废水处理用纳米粉体水悬浮液及其制备方法。
背景技术
与传统的环境修复技术相比, 表面效应、体积效应、量子尺寸和宏观量子隧道效应赋予了纳米材料特有的性能, 如巨大的比表面积、超强的吸附、催化和螯合能力, 使得纳米材料不仅克服了传统修复技术的缺点, 而且还表现出极高的修复效率。因此, 利用纳米材料对污染水体和土壤进行修复已成为当今环境领域的研究热点。
纳米零价铁微粒在处理氯化有机物，聚氯联苯、无机非金属离子，重金属离子等污染物时表现出良好的处理效果。纳米零价铁在除污方面有显著优势，一方面得益于其高的比表面积，使得它能高效地吸附污染物;另一方面是由于其本身具有较高的反应活性，可以和多种污染物发生化学反应，进而达到除污的效果。
随着研究的深入, 发现单独使用纳米Fe0 对水体进行修复存在着易氧化的突出问题,在储存和反应过程中纳米Fe0 会结块, 并且随着试验时间的加长，在空气和水中不稳定, 容易被氧化, 这个问题严重制约了纳米Fe0 对水体修复的效果。为了解决这些问题, 人们通过对纳米材料的表面修饰进行改进, 并取得了一定成效。
本项发明通过对纳米铁成分进行修改，制备的纳米铁合金粉体不仅保持了良好的水处理活力，更重要的是粉体抗氧化能力强，可以长期保存和使用;另外，本发明设计的粉体磁性能较纯铁粉体更强，易于处理废水后用磁场去除。
发明内容
本发明的目的是针对以上问题，提供一种超细磁性粉体水悬浮液及其制备方法，将一种超细磁性粉体分散悬浮到纯净水中制成可较长时间存储的悬浮液，该悬浮液按比例加入重金属离子废水中搅拌一段时间后可以去除重金属离子。
本发明是这样来实现的，一种重金属离子废水处理用纳米粉体水悬浮液及其制备方法，其特征在于，其制备方法如下：
(1)主要原料准备：硫酸亚铁(FeSO4)、六水合硫酸镍(NiSO4)、水合肼(分析纯试剂，含量≥80.0%，)、氢氧化钠(分析纯，含量≥97.0%)、膨润土粉体(MMT，粒径≤5μm，纯度≥98.0%);
(2)制备纳米FexNiy粉体(其中摩尔比x/y满足：5:5≤x/y≤6:4，推荐x/y=6/4)：将NiSO4和FeSO4按摩尔比x/y比例在纯净水中混合，制成(Ni2++Fe2+)浓度约为0.01mol/ml~0.05mol/ml 的水溶液，再加入水合肼(N2H4)，水合肼/(Ni2++Fe2+)的摩尔比为2:1~3:1;再加入氢氧化钠调节水溶液的PH值达到13~14;加热水溶液温度达到80℃~90℃，水溶液开始还原反应，约反应20~40min，在水中生成黑色FeNi磁性合金粉体，粉体在水中形成悬浮液;再将装有磁性合金粉体水悬浮液的500ml烧杯置于Br≥0.1T，圆柱状，直径为5cm，高度为1~10cm的磁铁上方，烧杯内的粉末迅速沉淀在靠近磁铁的区域，此时将烧杯内的残余水倒出，之后反复加入清水洗涤超细磁性粉体，用此方法从水中分离出超细磁性粉体，称重FexNiy粉体质量;
(3)制作纳米FexNiy粉体水悬浮液：按质量比FexNiy粉体/MMT/纯净水=3/3/100，将MMT、FexNiy粉体、水一起混合，充分搅拌后制成纳米FexNiy粉体水悬浮液。
本发明的有益效果在于：(1)通过对纳米铁成分进行修改，制备的纳米铁合金粉体不仅保持了良好的水处理活力，更重要的是粉体抗氧化能力强，可以长期保存和使用;(2)本发明设计的粉体磁性能较纯铁粉体更强，易于处理废水后用磁场去除。