[发明专利]利用猴欢喜树叶绿色合成水溶性纳米铁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及水溶性纳米铁的制备方法，特别是一种利用猴欢喜树叶绿色合成水溶性纳米铁的方法。

背景技术

纳米铁由于其强还原性、优异的催化性在废水处理、土壤修复、催化降解等领域发挥着重要的作用，所以，纳米铁的制备方法备受人们的关注。现在常用制备纳米铁的方法是利用强还原剂还原法。

强还原剂还原法常用NaBH₄、N₂H₄等还原铁盐制备成纳米铁。NaBH₄、N₂H₄具有易燃易爆性质，其运输及制备过程对环境影响很大，并且成本较高。户田工业株式会社（Toda Kogyo Ltd.）开始使用氢气作为还原剂，在350 °C -600 °C范围内还原氧化铁纳米颗粒。这个过程虽然比NaBH₄还原法进了一步，但是此方法制备氧化铁纳米颗粒需要步骤很繁琐。Laurab.Hoch采用了将碳黑和铁盐混合后在Ar气保护下于600-800°C热解，从而制备出碳负载的纳米铁。但是这种制备方法需要保护气体和高温，且无法制备出水溶性、高分散的纳米铁。

为了发展一项绿色环保的还原技术，替代常规的强还原剂还原法，一系列的生物可再生资源如废弃生物质、维生素、果渣、油酸、咖啡，用于还原制备纳米金属颗粒如金、银及铜等。现在，只发现茶叶、葡萄中的多酚类物质能够将铁盐还原制备出纳米铁。然而，这些物质都是食品，其广泛的工业应用必将引起相关食品的短缺。因此，开发新的非食品性生物质作为制备纳米铁的还原剂具有重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的问题是，针对纳米铁制备成本太高而且难度大的状况，提供一种制备方法简单，成本低廉，绿色环保的利用植物质绿色合成水溶性纳米铁的方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种利用猴欢喜树叶绿色合成水溶性纳米铁的方法，其包括：首先按100.0 mL除氧水中加入1.00g-5.00g猴欢喜树叶粉末的标准制得猴欢喜树叶溶液，在50°C -70°C热水中水浴30-120分钟；然后将加热后的猴欢喜树叶溶液经转速为3000r/min-6000r/min的离心机离心5min-10min，得到的上清液即为猴欢喜树叶提取液；接着按40.0 mL猴欢喜树叶提取液加入摩尔浓度为0.10 mol/L且已除氧的铁盐水溶液2mL-10.0 mL的标准，摇匀，即得到水溶性纳米铁。

该铁盐水溶液优选为硝酸铁水溶液或硫酸亚铁水溶液或氯化铁水溶液。

猴欢喜树叶粉末是将新鲜干净的猴欢喜树叶于60^oC-80^oC干燥36h-144h后经粉碎得到的。

经研究发现，猴欢喜树叶中含有大量的强还原性生物质，而且含有多糖类物质，所以猴欢喜树叶中的强还原性物质能够将硝酸铁水溶液中的铁离子还原制备成纳米铁，而新制备的纳米铁表面立即被多糖类物质包覆，从而形成在水中分散性良好的纳米铁，即水溶性纳米铁。所制备的水溶性纳米铁呈黑色，与淡黄色铁离子、黄色的植物提取液颜色完全不同，表明铁离子被还原成为黑色的零价铁。

与现有制备纳米铁的方法相比，本发明具有以下优点：

1、本发明采用了一种新的植物质，即猴欢喜树叶提取液可以将铁盐还原制备成水溶性纳米铁，开发了植物功能，并为水溶性纳米铁的合成提供了新的技术。

2、本发明方法，不仅制备方法简单，成本低廉，而且从原料、生产过程、产品都是绿色环保的，有效地促进环境的可持续发展，具有重要的环保，经济，生态意义。

3、所制备的水溶性纳米铁具有优秀的催化作用，对降解溴百里酚蓝等物质具有很强催化效果。

附图说明

图1为利用猴欢喜树叶制备出的水溶性纳米铁的透射电镜照片。

图2为所制得的水溶性纳米铁催化降解溴百里酚蓝动力学情况。其中，空白对照的是没有加入水溶性纳米铁时溴百里酚蓝随时间变化的情况。

具体实施方式

实施例1： 

1. 将采集的猴欢喜树叶在60^oC干燥144h，粉碎后得到猴欢喜树叶粉末。

2. 称取1.00 g猴欢喜树叶粉末，加入锥形瓶中，加入100.0mL除氧的超纯水得到猴欢喜树叶溶液，瓶口密封，在70°C热水中水浴30分钟。

3. 将加热后的猴欢喜树叶溶液以转速为4000 r/min离心5min，得到的上清液即为猴欢喜树叶提取液。