[实用新型]实验室用纳米铁基材料制备装置

说明书

技术领域

本实用新型属纳米材料合成实验装置领域，尤其涉及一种实验室用纳米铁基材料制备装置。

背景技术

近年来，将纳米铁基材料用于环境污染的治理是一种新的污染控制技术。纳米级铁基材料，由于其粒径小，具有较大的表面积及表面能，因而具有优良的表面吸附和较高的化学反应活性，是一种有效的脱卤还原剂，可以催化还原多种有机卤化物，如卤代烷烃、卤代烯烃、卤代芳香烃等，将这些难降解有机污染物转化为无毒或低毒的化合物，同时提高了其可生化性，为进一步生物降解创造有利条件。目前，制备的纳米铁粉存在粒度大，比表面积小，反应活性低等缺陷，因此，急需开发一种安全稳定，反应简便快捷的纳米铁基材料制备装置。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种结构简单，安全稳定，反应简便快捷，成本低，安装方便的实验室用纳米铁基材料制备装置。

为了实现上述目的，本实用新型是这样实现的。

一种实验室用纳米铁基材料制备装置，它包括氮气瓶、传输管、不锈钢长针头、三口烧瓶、铁架台、电动搅拌器、恒压分液漏斗、玻璃导管及集气瓶；所述氮气瓶的输出端口经传输管与不锈钢长针头的输入端口相通；所述不锈钢长针头的输出端口经第三端口与三口烧瓶内腔相通；所述恒压分液漏斗的出口与三口烧瓶的第一端口相通；恒压分液漏斗的上部端口经传输管与集气瓶内腔相通；所述电动搅拌器动力传输端部的聚四氟乙烯搅拌桨经第二端口伸入三口烧瓶内腔；所述三口烧瓶固定设于铁架台之上；所述玻璃导管固定设于集气瓶的端口。

作为一种优选方案，本实用新型还设有电动搅拌器显示屏；所述电动搅拌器显示屏的数据传输端口与电动搅拌器的数据传输端口相接。

本实用新型结构简单，安全稳定，反应简便快捷，成本低，安装方便。本实用新型所得产品应用范围广，可用于包括难降解有机污染物以及无机污染物的降解，此外在催化、磁介质等其他领域也有应用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。本实用新型的保护范围不仅局限于下列内容的表述。

图1为实用新型整体结构示意图。

图中：1、氮气瓶；2、传输管；3、不锈钢长针头；4、瓶塞；5、三口烧瓶；6、聚四氟乙烯搅拌桨；7、铁架台；9、电动搅拌器；10、恒压分液漏斗；11、玻璃导管；12、集气瓶；13、电动搅拌器显示屏；501、第一端口；502、第二端口；503、第三端口。

具体实施方式

如图所示，实验室用纳米铁基材料制备装置，它包括氮气瓶1、传输管2、不锈钢长针头3、三口烧瓶5、铁架台7、电动搅拌器9、恒压分液漏斗10、玻璃导管11及集气瓶12；所述氮气瓶1的输出端口经传输管2与不锈钢长针头3的输入端口相通；所述不锈钢长针头3的输出端口经第三端口503与三口烧瓶5内腔相通；所述恒压分液漏斗10的出口与三口烧瓶5的第一端口501相通；所述三口烧瓶5的上部端口经传输管2与集气瓶12内腔相通；所述电动搅拌器9动力传输端部的聚四氟乙烯搅拌桨6经第二端口502伸入三口烧瓶5内腔；所述三口烧瓶5固定设于铁架台7之上；所述玻璃导管11固定设于集气瓶12的端口。本实用新型还设有电动搅拌器显示屏13；所述电动搅拌器显示屏13的数据传输端口与电动搅拌器9的数据传输端口相接。

本实用新型包括依次连接的氮气瓶，氮气限压阀，氮气流量计，传输管，不锈钢针头，三口烧瓶，电动搅拌器，恒压分液漏斗以及尾气回收系统。使用时，将氮气通入反应体系，使体系处于厌氧环境下，将无机铁盐放入三口烧瓶中，在高速搅拌下加入强还原剂硼氢化物，对无机铁盐进行液相还原，从而制得纳米级铁基材料，待反应结束后，撤掉电动搅拌器和恒压分液漏斗，通过排气法对制备产物进行清洗和收集。撤掉电动搅拌器和恒压分液漏斗，是在高纯氮气保护下进行的，以防止纳米铁基材料被氧化。

本实用新型在具体操作时，在室温下，用氮气瓶1，通过传输管2和不锈钢长针头3将氮气导入三口烧瓶5，通气15min以上使整个反应体系处于氮气氛围下；将硼氢化钾（KBH₄）碱性水溶液通过恒压分液漏斗10以2滴/s的速度滴加到装有七水合硫酸亚铁（FeSO₄•7H₂O）醇/水混合体系(醇/水比为3:1)的三口烧瓶5中，两种溶剂的体积相等。并加入适量PEG-4000作为分散剂，在高纯氮气保护下，用电动搅拌器9通过聚四氟乙烯搅拌桨6，以1500 r/min进行快速搅拌，溶液中立刻出现黑色沉淀，其反应为。