[发明专利]一种由铁制备功能性的微纳结构枝状α‑Fe基材料的方法

摘要

一种由铁制备功能性的微纳结构枝状α‑Fe基材料的方法，它涉及一种α‑Fe功能材料的制备方法。本发明的目的是要解决现有废铁回收成本高且有污染和现有制备纳米级铁的工艺复杂，成本高，产品纯度低的问题。制备方法一、取一套反应装置；二、配置电解液；三、制备金属粉体；四、清洗干燥，得到功能性的微纳结构枝状α‑Fe基材料。本发明使用废弃钢铁为阳极，使废弃钢铁得到利用，解决了钢铁浪费的问题；本发明将普通的钢铁转化为枝状α‑Fe，枝状α‑Fe具有各种优异性能，在各个领域应用广泛。本发明可获得一种由铁制备功能性的微纳结构枝状α‑Fe基材料的方法。

主权项

一种由铁制备功能性的微纳结构枝状α‑Fe基材料的方法，其特征在于一种由铁制备功能性的微纳结构枝状α‑Fe基材料的方法是按以下方法制备的：一、取一套反应装置：反应装置由两个铁阳极(1)、第一导线(2)、第二导线(3)、直流电源(4)、电解槽(5)、铜阴极(6)、第三导线(7)、冷却水出口(8)、冷却水入口(9)和冷却槽(10)组成；所述的两个铁阳极(1)和铜阴极(6)均设置在电解槽(5)中，且铜阴极(6)设置在两个铁阳极(1)中间；电解槽(5)的外部设有冷却槽(10)，冷却槽(10)的一侧下端设有冷却水入口(9)，冷却槽(10)的另一侧上端设有冷却水出口(8)；直流电源(4)的正极通过第二导线(3)与铜阴极(6)连接；直流电源(4)的负极通过第三导线(7)与两个铁阳极(1)中一个铁阳极(1)连接，两个铁阳极(1)之间采用第一导线(2)连接；所述的电解槽(5)的材质为有机玻璃；所述的冷却槽(10)的材质为有机玻璃；步骤一中所述的两个铁阳极(1)是按以下方法进行前处理的：将废弃或使用过的钢铁进行打磨，去除表面的铁锈，得到表面光滑的钢铁；使用去离子水对表面光滑的钢铁进行清洗3次～5次，再使用电吹风进行吹干，再进行剪裁，得到尺寸相同的两个铁阳极(1)；二、配置电解液：将铁盐、无水乙醇和水混合，再在搅拌速度为500r/min～1500r/min的条件下搅拌1min～5min，得到电解液；步骤二中所述的铁盐为七水合硫酸亚铁；步骤二中所述的铁盐的浓度为20g/L～60g/L；步骤二中所述的无水乙醇的浓度为50mL/L～60ml/L；三、制备金属粉体：将步骤二中得到的电解液加入到电解槽(5)中，将冷却水入口(9)与自来水相接通，自来水通过冷却水入口(9)进入到冷却槽(10)中，再从冷却水出口(8)中流出；接通直流电源(4)，在铜阴极(6)的表面电流密度为5A/cm2～20A/cm2和电解液的温度为20℃～35℃下进行反应，每隔10s～40s停止反应，取出铜阴极(6)，收集铜阴极(6)上得到的金属粉体；再将铜阴极(6)放入电解槽(5)中继续反应，得到收集的金属粉体；步骤三中所述的铜阴极(6)的产铁速率为0.05g/min～0.3g/min；四、清洗干燥：分别使用去离子水和无水乙醇对步骤三中收集的金属粉体清洗3次～5次，得到清洗后的金属粉体；将清洗后的金属粉体在温度为60℃～70℃的真空干燥箱中干燥2h～3h，得到功能性的微纳结构枝状α‑Fe基材料。