[发明专利]一种负载表面活性剂的针铁矿材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种负载表面活性剂的针铁矿材料及其制备方法。该方法包括：将表面活性剂加入溶剂中，混合均匀，得到表面活性剂溶液；将活性剂溶液与三价铁溶液混合，搅拌均匀，得到混合溶液；调节混合溶液的pH值至12.0‑13.0，升温进行陈化处理，离心取沉淀，洗涤，干燥，研磨成粉，过筛，得到所述负载表面活性剂的针铁矿材料。本发明提供的制备方法，采用水热法制备负载了表面活性剂的针铁矿复合体，不仅制备了纳米尺寸的颗粒和形貌，同时表面活性剂的引入，有助于减小针铁矿的团聚，使针铁矿表面的具有更丰富的官能团。本发明通过共沉淀法制备的针铁矿形貌均一，可用于吸附水溶液中的重金属离子，且相较于纯针铁矿，去除效率更高。

技术领域

本发明属于环境功能材料的制备领域，主要涉及一种负载表面活性剂的针铁矿材料及其制备方法。

背景技术

针铁矿(Goethite,α-FeOOH)是热带和亚热带土壤中最广泛存在的铁矿物之一，其不仅具有较大的工业生产价值，且由于化学性质较为稳定并具有微细的颗粒结构和较大的比表面积，在环境治理方面也极具发展和应用前景，是一种性能优良的环境功能材料。针铁矿能稳定存在于酸性土壤中，通过其与污染物之间的迁移扩散、吸附解吸、沉淀溶解、氧化还原等界面反应，能显著影响所在环境中污染物的地球化学循环过程，从而影响污染物在环境中的迁移转化能力及毒理生态效应。

天然针铁矿对重金属和有机污染物的吸附能力较为有限。与黏土矿物类似，目前已经有不少学者开始聚焦于针铁矿的改性，以提高其对特定污染物的去除能力。然而无论是优化针铁矿制备条件，还是在制备过程中负载/参杂特定化学物质，目前改性后所提升的去除污染物的能力依然还不够理想。

表面活性剂常用来对某些吸附剂进行改性，其不仅能使反应体系的界面状态发生变化，还能丰富原有吸附剂的表面官能团，故往往能提高一些吸附剂的吸附能力。表面活性剂种类繁多，不同表面活性剂具有不同的化学性质，但是在针铁矿制备的过程中，加入表面活性剂进行改性的方式也尚不多见。

张晋华等[张晋华，朱晓萌，徐寸发等，一种合成表面活性剂改性的针铁矿的方法，2014]在制备针铁矿过程中加入了十二烷基硫酸钠(C₁₂H₂₅NaO₄S)溶液，合成的产物对水中有机污染物的吸附效率有一定的提高。但是关于对重金属吸附的相关复合材料，目前还尚未见报道。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种负载表面活性剂的针铁矿材料及其制备方法。

本发明的目的是提供一种负载表面活性剂的针铁矿的制备方法。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。

本发明提供的负载表面活性剂的针铁矿材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将表面活性剂加入溶剂中，混合均匀，得到表面活性剂溶液；将所述活性剂溶液与三价铁溶液混合，搅拌均匀，得到混合溶液；

(2)调节步骤(1)所述混合溶液pH值为12.0-13.0，转移到聚乙烯塑料瓶中，盖口后升温进行陈化处理(在烘箱中静置陈化)，离心取沉淀，洗涤，干燥，研磨成粉，过筛，得到所述负载了表面活性剂的针铁矿材料。

进一步地，步骤(1)所述表面活性剂为阴离子型聚丙烯酰胺。

进一步地，步骤(1)所述溶剂为去离子水；所述表面活性剂溶液的浓度为8.0-12.0g/L。

进一步地，步骤(1)所述三价铁溶液为Fe(NO₃)₃·9H₂O溶液，所述三价铁溶液的浓度为0.9-1.1mol/L。

进一步地，步骤(1)所述表面活性剂溶液与三价铁溶液的体积比为1:4-1:6。

优选地，步骤(1)所述搅拌的时间为10min。