[发明专利]一种在磁核材料Fe3O4表面包覆致密单层SiO2的方法有效

专利信息
申请号: 201210347195.8 申请日: 2012-09-19
公开(公告)号: CN102824891A 公开(公告)日: 2012-12-19
发明(设计)人: 尉继英;赵璇;张振中 申请(专利权)人: 清华大学
主分类号: B01J20/12 分类号: B01J20/12;B01J20/28;B01J20/30;H01F1/01
代理公司: 北京中创阳光知识产权代理有限责任公司 11003 代理人: 尹振启
地址: 100084*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 材料 fe sub 表面 致密 单层 sio 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种在磁核Fe3O4的表面构筑包覆层的方法,特别涉及一种以立方相Fe3O4磁性颗粒为核,表面包覆致密单层SiO2的制备方法。本发明属于材料制备技术领域,所得Fe3O4/ SiO2拟作为复合磁性载体,在其上包覆无机离子吸附剂,用于放射性废液中核素离子的吸附处理。

背景技术

核电站运行和事故条件下产生的放射性废水中,主要含有的放射性物质包括具有β放射性的长寿命裂变产物134Cs/137Cs等。无机吸附剂对痕量核素离子的选择性高,去污效率高,可以从高含盐量的放射性废水中选择性吸附痕量核素离子,适合于处理非连续产生的、核素种类单一、分散的放射性废水。此外,无机吸附剂的热稳定性和化学稳定性好、耐辐照性能强,饱和的无机材料在长期地质储存中具有高度的稳定性,易于处理、处置在实际应用中,由于一般的无机离子吸附剂为粉体材料,直接应用时存在水力学性能差、固液相分离困难等问题;而现有的固载化技术虽然提高了吸附剂的水力学特性,但由于复合吸附剂颗粒粒径大、使得吸附容量降低、传质条件变差。解决该问题的办法之一是将特征吸附剂包覆在Fe3O4表面,形成具有壳-核结构的磁性复合吸附剂,一方面可以控制吸附剂的粒径为微米量级,从而提高吸附剂的传质特性,另一方面,可以利用外置磁场实现固液相的有效分离。

34具有反尖晶石晶体结构,其中含有Fe(II)和Fe(III)两种离子,当颗粒的尺寸小于100nm时,材料具有顺磁性。磁性纳米颗粒Fe3O4广泛应用于印刷、密封、液晶制造等领域,并作为催化剂与吸附剂的载体应用于水处理和化工领域。由于Fe3O4结构中的Fe(II)易于被氧化,造成Fe3O4比饱和磁化强度的下降;此外,Fe3O4材料在酸性环境中易于溶解,使其应用受到限制。近年来,通过在Fe3O4表面包覆致密的无机材料层形成具有壳核结构的复合磁性材料,一方面抑制了Fe3O4的缓慢氧化,提高了在酸碱性溶液中的稳定性;另一方面也通过表面包覆层上的羟基缩合反应,可以连接多种有机物或无机物,使磁性材料进一步功能化。

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