专利名称：一种负载型纳米铁氧化物/硅藻土复催化剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种以硅藻土为基体，将铁氧化物制备负载在其上的负载型纳米铁氧化物/ 硅藻土复催化剂的制备方法。
背景技术：
负载型纳米铁氧化物/硅藻土复催化剂，是以硅藻土为基体，将铁氧化物制备负载在其上 的负载型纳米铁氧化物，具有表面积大、表面活性官能团较多等特点，在化学反应中主要是 进行还原反应或作为催化剂，它对环境中有机性污染物具有氧化降解功能。作为一种环境治 理材料，具有广阔的应用前景。
相对于自然存在的铁氧化物，人工合成的铁氧化物主要是晶体形态，电荷零点(ZPC)较
高，但同样的，表面积较大、表面活性官能团较多、电荷的可变性强。这些铁氧化物，对土 壤中营养元素和污染物质的吸附、迁移等都有非常重要的作用。
目前，制备纳米铁氧化物可由均匀沉淀法、溶胶-凝胶法、醇盐水解法、强制水解法、气 相分解法、微乳液法等进行合成。若对合成出来的铁氧化物在不同温度及时间条件下进行焙 烧，对样品的结晶形态、颗粒大小、表面离子化学状态、催化性能等都有较大的影响。
发明内容
本发明的目的是提出一种负载型纳米铁氧化物/硅藻土复催化剂制备方法，它利用价格较 为低廉的硅藻土和可溶性铁盐为原料，充分利用硅藻土的吸附能力，制备成负载型纳米铁氧 化物/硅藻土复催化剂，以降低铁氧化物作为催化剂的使用成本，提高铁氧化催化剂的催化 效果、沉降效果和应用范围。
本发明所提出的制备负载型纳米铁氧化物/硅藻土复催化剂的方法如下以可溶性铁盐为
原料，将所述的铁盐在水中溶解分散，加碱液调节pH为6-9，得到沉淀经洗涤后加入水和硅 藻土，铁盐中含铁量与所加硅藻土的质量百分比为1.0% 20%，搅拌均匀，在300—50(TC下 高温焙烧3 5小时即得负载型纳米铁氧化物/硅藻土复催化剂。
本发明用以调节可溶性铁盐分散液pH值的碱液为弱碱性溶液，尤以氨水为佳，可使所生 成沉淀颗粒细小，且即使体系中有残留的碱液也会在加热过程中除去。本发明无需用酸，加 热温度和时间是制备的重要因素，在300—50(TC温度下焙烧3 5小时即可获得较高稳定的 负载型纳米铁氧化物。
所述的可溶性铁盐可选用硫酸亚铁、硫酸铁、三氯化铁或二氯化铁。 对本发明方法所制备的负载型纳米铁氧化物/硅藻土复催化剂作X射线粉末衍射和电镜扫描试验可见，相较于单独的硅藻土衍射曲线，负载型纳米铁氧化物的衍射曲线上有明显的 铁氧化物峰(图1);在多孔的硅藻土基底上吸附有大量的铁氧化物,且其粒径都在lOOnm左 右，表明生成了负载型纳米铁氧化物/硅藻土复催化剂(图2)。
经实验还表明，在酸性溶液中本负载型纳米铁氧化物/硅藻土复催化剂可以做为铁源持续 稳定释放出铁离子(如图3所示)。
以该负载型纳米铁氧化物/硅藻土复催化剂做铁源利用芬顿反应降解有机物邻苯二甲酸 二甲酯的试验，降解前有机物邻苯二甲酸二甲酯浓度20mg/1，降解120分钟后有机物邻苯二 甲酸二甲酯浓度2.5mg/l (如图4所示)，可见利用本负载型纳米铁氧化物做催化剂可降解有 机物。
本发明所提供的有益技术效果是该法原料价格低廉，步骤简单，所得负载型纳米铁氧 化物/硅藻土复催化剂稳定、粒度小，有较好的沉降性、可回用。
图1是负载型纳米铁氧化物/硅藻土复催化剂的X射线粉末衍射图； 图2是负载型纳米铁氧化物/硅藻土复催化剂的扫描电镜图； 图3是负载型纳米铁氧化物/硅藻土复催化剂在酸性溶液中铁离子溶出曲线； 图4是负载型纳米铁氧化物/硅藻土复催化剂降解有机物降解曲线。
具体实施方式
实施例一
制备负载型纳米铁氧化物/硅藻土复催化剂的方法如下
以硫酸亚铁(FeS04)为原料，将硫酸亚铁0.75克于200ml水中搅拌溶解，滴入氨水至 pH为6-7，抽滤，沉淀用蒸馏水洗涤6次，并分散于200ral水中，加入5g硅藻土，待完全混 匀后，于40(TC加热4小时，得黄色粉末。其中铁氧化物的含量在5% 8% (质量分数)。
实施例二
制备负载型纳米铁氧化物/硅藻土复催化剂的方法如下
以二氯化铁(FeCl2)为原料，将二氯化铁1.3克于200ml水中搅拌溶解，滴入氨水至pH 为6-7，抽滤，沉淀用蒸馏水洗涤6次，并分散于200ml水中，加入5g硅藻土，待完全混匀 后，于50(TC加热3小时，得浅黄色粉末。其中铁氧化物的含量在10% 15% (质量分数)。
实施例三
制备负载型纳米铁氧化物/硅藻土复催化剂的方法如下
以硫酸亚铁(Fe2 (S04) 3)为原料，将硫酸铁2克于200ml水中搅拌溶解，滴入氨水至 pH为6-7，抽滤，沉淀用蒸馏水洗涤6次，并分散于200ml水中，加入5g硅藻土，待完全混匀后，于40(TC加热3.5小时，得黄褐色粉末。其中铁氧化物的含量在15% 25% (质量分 数)。
实施例四
制备负载型纳米铁氧化物/硅藻土复催化剂的方法如下
以三氯化铁(FeCl3)为原料，将三氯化铁2.9克于400ml水中搅拌溶解，滴入氨水至pH 为6-7，抽滤，沉淀用蒸馏水洗涤6次，并分散于200ml水中，加入5g硅藻土，待完全混匀 后，于300。C加热5小时，得褐色粉末。其中铁氧化物的含量在30% 35% (质量分数)。
权利要求
1.一种负载型纳米铁氧化物/硅藻土复催化剂的制备方法，其特征在于以可溶性铁盐为原料，将所述的铁盐在水中溶解分散，加碱液调节pH为6-9，得到沉淀经洗涤后加入水和硅藻土，铁盐中含铁量与所加硅藻土的质量百分比为1.0％～20％，搅拌均匀，在300-500℃下高温焙烧3～5小时即得负载型纳米铁氧化物。
2. 根据权利要求1所述的负载型纳米铁氧化物/硅藻土复催化剂的制备方法，其特征在 于调节铁盐分散液pH值的碱液为弱碱性溶液。
3. 根据权利要求2所述的负载型纳米铁氧化物/硅藻土复催化剂的制备方法，其特征在 于调节铁盐分散液pH值的碱液为氨水。
4. 根据权利要求1所述的负载型纳米铁氧化物/硅藻土复催化剂的制备方法，其特征在 于所述的可溶性铁盐为硫酸亚铁、硫酸铁、三氯化铁或二氯化铁。
全文摘要
本发明提供一种负载型纳米铁氧化物/硅藻土复催化剂制备方法，步骤是以可溶性铁盐为原料，将所述的铁盐在水中溶解分散，加碱液调节pH为6-9，得到沉淀经洗涤后加入水和硅藻土，铁盐中含铁量与所加硅藻土的质量百分比为1.0％～20％，搅拌均匀，在300-500℃下高温焙烧3～5小时即得负载型纳米铁氧化物/硅藻土复催化剂。该法原料价格低廉，步骤简单，所得负载型纳米铁氧化物/硅藻土复催化剂稳定、粒度小，有较好的沉降性、可回用。
文档编号B01J21/08GK101318132SQ20071002848
公开日2008年12月10日 申请日期2007年6月8日 优先权日2007年6月8日
发明者鸿 刘, 崔华楠, 川 王 申请人:中山大学