[发明专利]制备含铁纳米颗粒的方法

说明书

本发明提供了一种制备含铁纳米颗粒的方法，包括如下步骤：搅拌下，水、将二价铁化合物、液碱和添加剂配成PH为3～12的反应溶液，通过曝气头通入直径为0.2～200微米的空气进行反应，通入量为0.03～20m³/min，反应时间为0.5～3小时，然后从反应产物中，收集所述的纳米含铁纳米颗粒，粒径为2～100纳米。本发明极大地提高了空气在反应体系中的反应表面更新速率、反应停留时间及空间分散性均匀性，这使得反应体系的气‑液‑固三相传质效率得到了极大的提高，并使得反应器中每一处都处在均一相同的反应条件下，可一次性大量获得品质相同，分散性好的含铁纳米颗粒。本发明所涉及技术仅需通过调节反应过程中反应体系的PH值即可将二价铁原料经空气氧化得到不同类型的含铁纳米颗粒。

技术领域

本发明涉及制备含铁纳米颗粒的方法。

背景技术

纳米材料具有许多优良的性能，广泛应用在国防、电子、化工、轻工、冶金等领域。其中含铁纳米颗粒由于其独特的性质和用途备受关注，其可作为磁性材料应用于高密度化记录，还可以作为吸附材料用于污水处理，同时还在催化、功能陶瓷、透明颗粒及颜料制造上有着广泛和潜在的应用。

传统上针对二价铁氧化制备不同类型的含铁纳米颗粒(FeOOH、Fe₂O₃·nH₂O(n＝0～8)、Fe₃O₄)有不同的反应工艺，主要有共沉淀法、溶剂热法、微乳液法、热分解法等。不同的反应方法具有不同的控制条件，但都具有反应效率低，纳米颗粒粒径分散性差，一次性制备量少等缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备含铁纳米颗粒的方法，以克服现有技术存在的缺陷。

本发明的方法，包括如下步骤：

搅拌下，水、将二价铁化合物、液碱和添加剂配成PH为3～12的反应溶液，通过曝气头通入直径为0.2～200微米的空气进行反应，通入量为0.03～20m³/min，反应时间为0.5～3小时，然后从反应产物中，收集所述的纳米含铁纳米颗粒，粒径为2～100纳米；

优选的，二价铁化合物、水、液碱和添加剂的重量用量为：

所述的二价铁化合物选自硫酸亚铁、氯化亚铁、硝酸亚铁中的至少一种；

所述的添加剂为聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷或聚醚改性聚硅氧烷中的至少一种；

优选的，所述的曝气头选自刚玉烧结石、石英砂板、微孔塑料膜片、塑料微孔曝气头或金属粉末烧结石；

所述的刚玉烧结石、石英砂芯板、微孔塑料膜片、塑料微孔曝气头或金属粉末烧结石均为本领域通用的设备，可采用无锡吉能环保公司牌号为300平板棕钢玉曝气器、215橡胶盘式膜片微孔曝气器等产品。

优选的，本发明的方法，是在一种带有所述曝气头的反应器中进行的，所述的反应器，包括壳体和曝气头组件，所述的曝气头组件通过中空的连接杆设置在所述的壳体内的下部；

所述的曝气头组件包括中空的支撑架和曝气头，所述的曝气头固定在所述的中空的支撑架上，支撑架的出气口插入所述的曝气头中，所述的连接杆与所述的支撑架相连通，所述的连接杆的一端向上延伸至所述的壳体的顶部，穿过壳体的顶部，并通过连接构件与所述的壳体相连接；

所述的连接杆的另一端向下延伸至所述的壳体的，并穿过壳体的底部，并通过连接构件与所述的壳体相连接；

所述的连接杆的下端或上端设有空气入口；

所述的曝气头组件转动的转动速度为15～150转/分钟；

本发明的有益效果是：