[发明专利]一种应用于废水脱氯的Fe氧化物纳米材料的制备方法

说明书

本发明提供一种应用于废水脱氯的Fe氧化物纳米材料的制备方法，包括：A、称取0.1‑2mmol的氯化铁和0.5‑5mmol的碳酸氢钠，将称取的氯化铁和碳酸氢钠溶于10‑80ml的一级水中，搅拌混合均匀，获得第一混合溶液；B、将Fe Foam清洗干净，晾干以备用；C、将第一混合溶液和备用的Fe Foam加入到反应釜中，100‑160℃下加热4‑10h，获得前驱体，并清洗干净，晾干以备用；D、将备用的前驱体放入管式炉，Ar气氛下进行200‑500℃退火0.5‑3h，获得Fe氧化物纳米材料。本发明制备的Fe氧化物纳米材料作为阴极组装成生物电化学系统并将已驯化的微生物接种到此电极上用于废水中脱氯，效率优于单纯的生物法和化学法，制备方法成本低，也不会产生二次污染，可以提升改善污染的作用。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种应用于废水脱氯的Fe氧化物纳米材料的制备方法。

背景技术

废水中氯代有机物的降解主要有物理法、化学法和生物法等。物理法是将污染物进行转移并没有彻底的消除，对改善污染的作用小，化学法主要有焚烧法和氧化还原等方法，容易引起二次污染且成本比较高。

近年来，为了进一步加快降解速率，生物电化学系统(以微生物为催化剂在电极上进行氧化还原的一种电化学系统)作为一种新型的废水处理方法广受关注。生物电化学系统主要依靠附着在电极上的产电微生物起作用，所以电极材料对于生物电化学系统的成本、产电能力、污染物去除效果影响很大，电极材料的研究对于推广生物电化学系统的工程放大应用至关重要，污染物去除效果好的电极材料主要为Pt基等贵金属，由于其成本高限制了其大范围的应用。过渡金属化合物具有成本低，导电性好等优势受到研究者们的青睐。在过渡金属化合物中，Fe的氧化物纳米材料具有相当好的催化活性及稳定性，Liu et al.报道了一种可反应离子液体原位诱导合成Fe3O4纳米粒子修饰的N掺杂三维中空多孔碳微管多功能催化剂，由于特殊的三维多孔结构以及Fe3O4和掺杂N的协同效应，催化剂具有高效且稳定的电催化性能。Adamson et al.成功地制备出了一种二元金属氧化物复合材料，该复合材料由CoO和Fe3O4相组成，具有特殊的CoO(111)/Fe3O4(311)界面，催化活性和稳定性优异。Xie et al.报道了一种单片电化学电池(MEC)，由铂纳米颗粒和FeNi3/Fe3O4杂化纳米颗粒组成，固定在聚酰亚胺薄膜两侧的激光诱导石墨烯电极上。当用作单个电极时，催化活性优异，将其组装成MEC，性能优异，与传统的方法相比省去了制造全电池的多个组装步骤，从而为通过原位合成嵌入LIG电极中的各种电催化剂制备MEC提供了一条通用途径。

但是，文献中已报道的Fe氧化物纳米材料并没有应用于废水中氯代有机物的脱除，只是被广泛的用于基底材料。

因此，本申请提出一种应用于废水脱氯的Fe氧化物纳米材料的制备方法，并采用生物电化学法将的Fe氧化物纳米材料进行废水中脱氯研究，解决现有技术在该领域的空白问题。

发明内容

本发明目的之一在于提供了一种应用于废水脱氯的Fe氧化物纳米材料的制备方法，制备了Fe氧化物纳米材料有助于废水中氯代有机物的脱除，Fe氧化物纳米材料的制备原料价格低，用于脱氯成本低，也不会产生二次污染，具有较好的应用前景，具有改善污染的作用；同时，将Fe氧化物纳米材料为阴极，组装成生物电化学系统，将其应用到废水中氯代有机物的脱除，其脱氯效率优于单独的微生物脱除法和化学脱除法；另外，将不同浓度的碳酸氢钠加入到反应液中可能会得到不同比表面积的Fe氧化物纳米材料，从而提升Fe氧化物纳米材料与微生物的相容性。

本发明实施例提供的一种应用于废水脱氯的Fe氧化物纳米材料的制备方法，包括：

A、称取0.1-2mmol的氯化铁和0.5-5mmol的碳酸氢钠，将称取的氯化铁和碳酸氢钠溶于10-80ml的一级水中，搅拌混合均匀，获得第一混合溶液；

B、将1x1cm Fe Foam基底材料清洗干净，晾干以备用；