[发明专利]一种铆钉状纳米氧化铁、其制备方法及应用

说明书

一种铆钉状纳米氧化铁、其制备方法及应用，属于新型功能纳米材料制备技术领域，该制备方法的步骤为：将聚乙烯亚胺和铁盐加入到蒸馏水或去离子水中，磁力搅拌均匀，然后转移至聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釡中，在特定控制温度下反应一定时间，冷却至室温后离心、洗涤，最后经干燥后即得铆钉状纳米氧化铁。本制备方法工艺简单，原料易得，生产成本低，产品产率高，所得铆钉状纳米氧化铁粒度均一、分散性良好，在稠油催化降粘领域有着广阔的应用前景，易于进行大规模工业生产。

技术领域

本发明属于新型功能纳米材料制备领域，具体涉及一种铆钉状纳米氧化铁、其制备方法及应用。

背景技术

纳米氧化铁因其具有良好的分散性、较高比表面积、优良的稳定性、环境友好和价格低廉等特点而在催化、传感器、锂离子电池、水处理和印刷油墨等行业有着广泛的应用。近年来，氧化铁作为一种催化剂亦较多地应用在稠油的催化裂解方面。

根据制备方法不同，纳米氧化铁的尺寸和形貌也不尽相同。目前为止，人们合成出了各种形状的纳米氧化铁，如：纳米管（J. Chen, L. Xu, W. Li, X. Gou, Adv. Mater.2005, 17: 582）、纳米棒（H.G. Cha, S.J. Kim, K.J. Lee, M.H. Jung, Y.S. Kang, J.Phys. Chem. C, 2011,115: 19129）、纳米线（R. Wang, Y. Chen, Y. Fu, H. Zhang, C.Kisielowski, J. Phys. Chem. B, 2005,109: 12245）、纳米盘（J. Qu, Y.X. Yin, Y.Q.Wang, Yan Y., Y.G. Guo, W.G. Song, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2013, 5:3932）、纳米晶（J. Yin, Z. Yu, F. Gao, J. Wang, H. Pang, Q. Lu, Angew. Chem.Int. Ed. 2010, 49: 632）等。纳米氧化铁的颗粒尺寸、形貌以及表面修饰物对其性能都有着重要的影响。因此制备新型形貌的纳米氧化铁对探索提升其性能具有重要的意义。目前，以聚乙烯亚胺兼为修饰剂和形貌控制剂采用水热法反应法合成铆钉状纳米氧化铁的技术手段尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铆钉状纳米氧化铁、其制备方法及应用。

基于上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种铆钉状纳米氧化铁的制备方法，步骤如下：

(1)将聚乙烯亚胺和铁盐加入到蒸馏水或去离子水中，磁力搅拌均匀；

(2)将聚乙烯亚胺与铁盐的混合溶液转移至聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釡中，在100~200℃的控制温度下反应6~24小时；

(3)待反应结束后冷却至室温，洗涤，在60~90℃温度下干燥10~15小时，即得铆钉状纳米氧化铁。

进一步地，聚乙烯亚胺分子量为600~10000。

进一步地，聚乙烯亚胺在蒸馏水或去离子水中的浓度为0.1~0.5mmol/L。

进一步地，铁盐为氯化铁和硝酸铁中的一种或两种。

进一步地，铁盐在蒸馏水或去离子水中的浓度为5~10mmol/L。

进一步地，聚乙烯亚胺与铁离子的摩尔比为1: 10~100。

上述制备方法制得的铆钉状纳米氧化铁。

上述铆钉状纳米氧化铁作为稠油催化降粘剂在稠油降粘中的应用。

上述铆钉状纳米氧化铁作为稠油催化降粘剂在稠油脱硫中的应用。