[发明专利]一种碳包覆Fe@Fe3O4枝状复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备Fe₃O₄@Fe枝状复合材料的方法。

背景技术

随着工业的快速发展和农药化肥等在农业上的广泛应用，越来越多的污染物进入到水体中，如对氯酚、苯酚等芳香烃类农药残留物。为了最大限度地降低水体污染、改善水质状况，对废水排放前的深度处理对于治理环境污染问题具有重要的意义。高级催化氧化 (Fenton氧化及类Fenton氧化)在常温常压下反应，操作方便、氧化能力强，在有机废水处理中应用前景广阔。而目前的芬顿氧化技术中，常存在Fe离子溶出而产生铁泥等问题，多次循环性能严重下降，且新产生的铁泥又会影响水体的降解。故在高效固体催化剂的开发中，多次使用、避免二次污染而成为该领域的发展需求。因此，制备比表面积大、活性高、稳定且价廉易得铁基纳米材料在水处理领域具有重要的应用价值。

发明内容

本发明的目的是要解决现有固体催化剂存在多次循环性能严重下降，造成二次污染和对水体中污染物的降解效率低的问题，而提供一种碳包覆Fe@Fe₃O₄枝状复合材料的制备方法。

一种碳包覆Fe@Fe₃O₄枝状复合材料的制备方法，是按以下步骤完成的：

一、配制葡萄糖溶液：将葡萄糖加入到溶剂中，振荡均匀，得到葡萄糖溶液；

步骤一中所述的溶剂为去离子水或去离子水和无水乙醇的混合溶液；

步骤一中所述的葡萄糖的质量与溶剂的体积比为(10g～100g):1L；

二、将枝状α-Fe吸波材料加入到葡萄糖溶液中，再在超声功率为30W～50W下超声分散3min～10min，得到枝状α-Fe吸波材料均匀分散的葡萄糖悬浮液；

步骤二中所述的枝状α-Fe吸波材料的质量与葡萄糖溶液的体积比为(0.1g～0.5g):40 mL；

三、将枝状α-Fe吸波材料均匀分散的葡萄糖悬浮液加入到聚四氟乙烯反应釜中，再将聚四氟乙烯反应釜放入温度为100℃～180℃的鼓风烘箱中，再在温度为100℃～180℃下水热反应6h～12h，再进行过滤，收集粉体；使用去离子水对粉体清洗3次～5次，再使用无水乙醇对粉体清洗3次～5次，再在温度为60℃～80℃下真空干燥3h～6h，得到碳包覆 Fe@Fe₃O₄枝状复合材料。

本发明步骤二中所述的枝状α-Fe吸波材料是按照申请号为201510394058.3，申请公布号为CN 104928725A，发明名称为：一种高效制备枝状α-Fe吸波材料的方法进行制备的。

本发明的优点：

一、本发明制备的碳包覆Fe@Fe₃O₄枝状复合材料的比表面积大、活性高、稳定，且价廉易得，在水处理领域具有重要的应用价值；

二、本发明制备的碳包覆Fe@Fe₃O₄枝状复合材料的比表面积为25m²·g^-1～93m²·g^-1；将30mg本发明制备的碳包覆Fe@Fe₃O₄枝状复合材料加入到100mL苯酚质量分数为 1mg/L的苯酚去离子水溶液中，再加入0.5mL质量分数30％的双氧水，再调节苯酚质量分数为1mg/L的苯酚去离子水溶液的pH值为5，再在温度为30℃下降解80min时，苯酚的去除率达到90％；

三、本发明制备的碳包覆Fe@Fe₃O₄枝状复合材料为枝状结构，尺寸在3μm～6μm。

本发明可获得一种碳包覆Fe@Fe₃O₄枝状复合材料的制备方法。

附图说明

图1为实施例一制备的碳包覆Fe@Fe₃O₄枝状复合材料的SEM图；

图2为实施例一制备的碳包覆Fe@Fe₃O₄枝状复合材料的XRD图，图2中“■”为Fe，“□”为Fe₃O₄；

图3为使用实施例一制备的碳包覆Fe@Fe₃O₄枝状复合材料降解苯酚的曲线图；