[发明专利]一种纳米三氧化二铁、其制备方法及用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米氧化铁，具体涉及一种纳米三氧化二铁、其制备方法及用途。

背景技术

近年来，随着工业迅速发展，污水污染问题日益严重。污水中含有大量有毒有害难降解的有机物质，对人体健康及生态环境存在严重危害。目前，处理污水的一种有效方法为采用芬顿试剂进行污水处理，通过芬顿试剂的氧化作用降解污水中的各类有机污染物，从而使被处理的污水可以循环利用。

但是，采用芬顿试剂进行污水处理时，会产生大量Fe(OH)3污泥，具有处理工艺复杂和成本高的不足，从而限制了该种污水处理工艺的大量推广应用。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种纳米三氧化二铁，采用该纳米三氧化二铁进行污水处理时，具有污水处理效率高、成本低及操作简单的优点。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种纳米三氧化二铁，所述纳米三氧化二铁具有以下结构式I：

α-Fe₂O₃    I；

所述纳米三氧化二铁使用Cu-Kα射线测量得到的X-射线粉末衍射在2θ为24.1°、34.4°、36.0°、41.2°、50.2°、53.3°、57.6°，62.2°和63.7°显示有特征峰。

优选的，所述纳米三氧化二铁为球状颗粒，粒径为30-40nm。

本发明还提供一种纳米三氧化二铁的制备方法，包括以下步骤：

S1，将FeCl₃·6H₂O、尿素和四丁基溴化铵分别加入到乙二醇中，搅拌至固体全部溶解，得到第一混合溶液；

S2，加热S1得到的所述第一混合溶液至180-210℃，继续搅拌回流反应，反应溶液首先出现黄色沉淀，然后至溶液颜色变绿后再回流0.3-1.0小时后反应结束；

S3，冷却S2得到的最终反应液，冷却至20-30℃后，离心处理，分离出固体，然后用乙醇清洗固体，将清洗后的固体干燥即得所述纳米三氧化二铁。

优选的，S1中，FeCl₃·6H₂O、尿素和四丁基溴化铵的质量比为：1：2-2.5：5-7；和/或

S3中，干燥条件为：首先在60-100℃烘箱中干燥4-6h，然后将固体转移到400-500℃马弗炉中煅烧3-5小时。

优选的，S1中，FeCl₃·6H₂O、尿素和四丁基溴化铵的质量比为：1：2.25：6；和/或

S3中，干燥条件为：首先在80℃烘箱中干燥5h，然后将固体转移到450℃马弗炉中煅烧4小时。

本发明还提供一种纳米三氧化二铁的用途，所述纳米三氧化二铁用于光催化双氧水处理污水工艺的催化剂。

优选的，所述光催化双氧水处理污水工艺具体包括以下步骤：

S10，调节污水的pH为3.5-4.5；

S11，向S10得到的污水中加入所述纳米三氧化二铁，超声波振荡至所述纳米三氧化二铁在所述污水中分散均匀；其中，所述纳米三氧化二铁在所述污水中的浓度为0.3-0.5g/L；

S12，向S11得到的污水中加入双氧水，搅拌下UV光照1-2小时；其中，加入的双氧水在所述污水中的浓度为200-300uL/L；

S13，调节S12得到的污水的pH为7.5-8.0。

优选的，所述光催化双氧水处理污水工艺具体包括以下步骤：

S10，调节污水的pH为4；

S11，向S10得到的污水中加入所述纳米三氧化二铁，超声波振荡至所述纳米三氧化二铁在所述污水中分散均匀；其中，所述纳米三氧化二铁在所述污水中的浓度为0.4g/L；

S12，向S11得到的污水中加入双氧水，搅拌下UV光照1.5小时；其中，加入的双氧水在所述污水中的浓度为250uL/L；

S13，调节S12得到的污水的pH为7.8。

本发明的有益效果如下：

本发明提供一种纳米三氧化二铁，采用该纳米三氧化二铁进行污水处理时，具有污水处理效率高的优点；而且纳米三氧化二铁为固体，可再生性能好，可以重复利用，所以可以降低污水处理的成本；并且，还具有操作简单的优点。

附图说明

图1为本发明实施例1制备得到的纳米三氧化二铁的X-射线粉末衍射图；

图2为本发明实施例1制备得到的纳米三氧化二铁的TEM图；