一种机械球磨制备纳米氢氧化镁包裹四氧化三铁复合材料的方法技术

本发明专利技术公开了一种机械球磨制备纳米氢氧化镁包裹四氧化三铁复合材料的方法，属于功能材料的制备技术领域。本发明专利技术的技术方案要点为：将10重量份的氧化镁粉末和2.85～4.60重量份的四氧化三铁粉末置于行星式球磨机的球磨罐中，再加入40～60重量份的室温去离子水和500重量份的研磨球；用行星式球磨机以500r/min的转速球磨1h，球磨期间每隔30min加入10～20重量份的室温去离子水；取出球磨后得到的浆液并于120℃真空干燥至样品恒重即得纳米氢氧化镁包裹四氧化三铁复合材料。本发明专利技术制得的纳米氢氧化镁包裹四氧化三铁复合材料稳定性好、成本低廉且工艺简单，有利于大规模工业化生产。

A Method for Preparing Nano-Magnesium Hydroxide-coated Fe3O4 Composites by Mechanical Ball Milling

The invention discloses a method for preparing nanometer magnesium hydroxide coated ferric oxide composite material by mechanical ball milling, which belongs to the technical field of preparing functional materials. The main points of the technical scheme of the invention are as follows: 10 parts of magnesia powder and 2.85-4.60 parts of iron oxide powder are placed in the ball mill pot of the planetary ball mill, 40-60 parts of room temperature deionized water and 500 parts of grinding ball are added; the planetary ball mill is used to grind the ball at a speed of 500 r/min for 1 hour, and 10-20 parts of room temperature deionization are added every 30 minutes during the ball mill. The slurry obtained by ball milling was taken out and dried in vacuum at 120 C until the sample weight was constant, then nano-magnesium hydroxide coated ferric oxide composite was obtained. The nanometer magnesium hydroxide coated ferric oxide composite prepared by the invention has good stability, low cost and simple process, and is conducive to large-scale industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种机械球磨制备纳米氢氧化镁包裹四氧化三铁复合材料的方法
本专利技术属于功能材料的制备
，具体涉及一种机械球磨制备纳米氢氧化镁包裹四氧化三铁复合材料的方法。
技术介绍
纳米氢氧化镁作为一种重要的无机阻燃剂和水处理剂，在消防建材及环境污染治理等领域得到了广泛的应用，主要包括阻燃抑烟、酸性废水处理、重金属脱除、印染废水脱色处理、废水脱磷、脱铵和烟气脱硫等方面。另外，纳米氢氧化镁对无机和有机污染物具有良好的吸附效果，是极具发展潜力的绿色安全吸附剂。但作为污水处理剂和吸附剂，纳米氢氧化镁存在分离困难、回收率低等缺点。四氧化三铁是重要的磁性材料，由于其独特的物理性质和出色的表面化学性质而在材料领域中有诸多应用。将磁性四氧化三铁分散嵌入到纳米氢氧化镁中，赋予其磁性，可在外加磁场下显著提高其回收率，是解决其难分离、回收率低这一问题的有效途径。四氧化三铁分散嵌入到纳米氢氧化镁中形成的复合物可称为纳米氢氧化镁包裹四氧化三铁复合物，简写为Fe3O4@Mg(OH)2。此复合物可潜在应用于物质的吸附分离。一方面，利用纳米氢氧化镁优异的吸附性能，可以针对重金属离子（如铬酸根离子）或有机物（如甲基橙）进行吸附去除；另一方面，基于Fe3O4的磁分离，使得整个吸附分离的成本更经济高效，操作更简单快捷。Fe3O4@Mg(OH)2复合物的传统制备方法有共沉淀法和声化学法等，共沉淀法是在磁性基质颗粒存在下，镁盐溶液与共沉淀剂（如碱）发生共沉淀反应，在磁性基质颗粒表面生成Mg(OH)2，形成Fe3O4@Mg(OH)2复合物；声化学法是首先通过声化学方法合成Fe3O4纳米颗粒，接着在超声波作用下，在磁铁矿核上合成氢氧化镁壳，形成Fe3O4@Mg(OH)2复合物。这些传统方法存在反应时间长、反应温度高且产生大量污水等问题。因此，研发过程简便、环境友好的Fe3O4@Mg(OH)2复合物的制备方法具有重要的应用价值。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是以氧化镁和四氧化三铁为原料，提供了一种工艺简单、原料易得且成本低廉的机械球磨制备纳米氢氧化镁包裹四氧化三铁复合材料的方法。本专利技术为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种机械球磨制备纳米氢氧化镁包裹四氧化三铁复合材料的方法，其特征在于具体步骤为：步骤S1：将10重量份的氧化镁粉末和2.85～4.60重量份的四氧化三铁粉末置于行星式球磨机的球磨罐中，再加入40～60重量份的室温去离子水和500重量份的研磨球；步骤S2：用行星式球磨机以500r/min的转速球磨1h，球磨期间每隔30min加入10～20重量份的室温去离子水；步骤S3：取出球磨后得到的浆液并于120℃真空干燥至样品恒重即得纳米氢氧化镁包裹四氧化三铁复合材料。本专利技术在球磨过程中，氧化镁粉末、四氧化三铁粉末与研磨球及研磨罐之间发生激烈碰撞，产生大量热量使得氧化镁与水反应生成纳米氢氧化镁，并且将四氧化三铁包裹。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：本专利技术制得的纳米氢氧化镁包裹四氧化三铁复合材料稳定性好、成本低廉且工艺简单，有利于大规模工业化生产。附图说明图1是实施例1制得纳米氢氧化镁包裹四氧化三铁复合材料的XRD图；图2是实施例1制得纳米氢氧化镁包裹四氧化三铁复合材料、四氧化三铁及纳米氢氧化镁的XRD对比图；图3是实施例1制得纳米氢氧化镁包裹四氧化三铁复合材料的SEM图；图4是实施例1制得纳米氢氧化镁包裹四氧化三铁复合材料的SEM图。具体实施方式以下通过实施例对本专利技术的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本专利技术上述内容实现的技术均属于本专利技术的范围。实施例1步骤S1：将2g氧化镁粉末和0.57g四氧化三铁粉末置于行星式球磨机的球磨罐中，再加入10mL室温去离子水和100g研磨球；步骤S2：用行星式球磨机以500r/min的转速球磨1h，球磨期间每隔30min加入4mL室温去离子水；步骤S3：取出球磨后得到的浆液并于120℃真空干燥至样品恒重即得四氧化三铁包裹纳米氢氧化镁复合材料。由图1-2可知产品中有四氧化三铁和氢氧化镁的衍射峰，表明形成了Fe3O4@Mg(OH)2。由图3-4可知产品的形状为纳米氢氧化镁包裹四氧化三铁，同时可知球状四氧化三铁为微米级，球状氢氧化镁为纳米级。实施例2步骤S1：将2g氧化镁粉末和0.57g四氧化三铁粉末置于行星式球磨机的球磨罐中，加入14mL室温去离子水和100g研磨球；步骤S2：用行星式球磨机以500r/min的转速球磨1h，球磨期间每隔30min加入4mL室温去离子水；步骤S3：取出球磨后得到的浆液并于120℃真空干燥至样品恒重即得纳米氢氧化镁包裹四氧化三铁复合材料。实施例3步骤S1：将2g氧化镁粉末和0.92g四氧化三铁粉末置于行星式球磨机的球磨罐中，再加入10mL室温去离子水和100g研磨球；步骤S2：用行星式球磨机以500r/min的转速球磨1h，球磨期间每隔30min加入4mL的室温去离子水；步骤S3：取出球磨后得到的浆液并于120℃真空干燥至样品恒重即得纳米氢氧化镁包裹四氧化三铁复合材料。实施例4步骤S1：将2g氧化镁粉末和0.92g四氧化三铁粉末置于行星式球磨机的球磨罐中，再加入14mL室温去离子水和100g研磨球；步骤S2：用行星式球磨机以500r/min的转速球磨1h，球磨期间每隔30min加入4mL室温去离子水；步骤S3：取出球磨后得到的浆液并于120℃真空干燥至样品恒重即得纳米氢氧化镁包裹四氧化三铁复合材料。实施例5步骤S1：将2g氧化镁粉末和0.80g四氧化三铁粉末置于行星式球磨机的球磨罐中，再加入8mL室温去离子水和100g研磨球；步骤S2：用行星式球磨机以500r/min的转速球磨1h，球磨期间每隔30min加入2mL室温去离子水；步骤S3：取出球磨后得到的浆液并于120℃真空干燥至样品恒重，即得纳米氢氧化镁包裹四氧化三铁复合材料。以上实施例描述了本专利技术的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术原理的范围下，本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本专利技术保护的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械球磨制备纳米氢氧化镁包裹四氧化三铁复合材料的方法，其特征在于具体步骤为：步骤S1：将10重量份的氧化镁粉末和2.85～4.60重量份的四氧化三铁粉末置于行星式球磨机的球磨罐中，再加入40～60重量份的室温去离子水和500重量份的研磨球；步骤S2：用行星式球磨机以500r/min的转速球磨1h，球磨期间每隔30min加入10～20重量份的室温去离子水；步骤S3：取出球磨后得到的浆液并于120℃真空干燥至样品恒重即得纳米氢氧化镁包裹四氧化三铁复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种机械球磨制备纳米氢氧化镁包裹四氧化三铁复合材料的方法，其特征在于具体步骤为：步骤S1：将10重量份的氧化镁粉末和2.85～4.60重量份的四氧化三铁粉末置于行星式球磨机的球磨罐中，再加入40～60重量份的室温去离子水和500...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕香英，张哲，张啸天，薛扬扬，张淑静，刘洋，刘双双，任晓冰，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：河南,41