一种改性磁性Fe3O4粉末及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种改性磁性Fe3O4粉末及其制备方法和应用，涉及水处理技术领域。本发明专利技术提供的改性磁性Fe3O4粉末表面存在Fe

【技术实现步骤摘要】
一种改性磁性Fe3O4粉末及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及水处理
，具体涉及一种改性磁性Fe3O4粉末及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着经济的快速发展，我国工业化、城市化进程逐渐加快，对城市河道的水环境造成了很大的破坏，导致了水质问题和生态问题，不利于人们的生活和生态平衡，更不利于城市的可持续发展。
[0003]城市河道的最主要的功能之一是作为景观水体，美化环境，良好的表观性状应是河道水体所应具备的最基本特征，但目前城市景观水体都表现出较差的感官品质。为了治理河道水体，人们通过活水工程、水生态修复等一系列的污染控制措施来改善水体环境，提升水体的感官品质。
[0004]磁絮凝技术是通过磁种的投加而提高混凝效率及污染物去除效果的强化混凝技术，与传统的生物处理相比，具有自然条件约束少、占地省、流程短、处理速度快等特点，成为极具竞争力的城市污水处理方法，在市政污水、采矿废水等污水处理、黑臭河道治理以及再生水回用等领域都得到了应用。
[0005]目前对于磁絮凝的研究多集中在其净水的效果上，但是对其均匀性和稳定性的研究较少。磁种的高比表面积和强磁吸引性使得其在混凝体系中趋于团聚，往往无法稳定分散，从而影响与絮体的有效结合。通过改善磁种，使其在投加入混凝体系中能均匀分散、抗冲击能力好且性能稳定，则有助于进一步克服磁絮凝技术在应用中存在的不足。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种改性磁性Fe3O4粉末及其制备方法和应用，本专利技术提供的改性磁性Fe3O4粉末在磁絮凝污水处理系统中能够均匀分散、抗冲击能力好，性能稳定，使用方便，且可回收再利用。
[0007]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0008]本专利技术提供了一种改性磁性Fe3O4粉末，所述改性磁性Fe3O4粉末的表面存在Fe
2+
和Fe
3+
；所述改性磁性Fe3O4粉末的粒径为10～120μm。
[0009]本专利技术提供了上述技术方案所述改性磁性Fe3O4粉末的制备方法，包括以下步骤：
[0010]将磁性Fe3O4粉末置于改性剂中浸泡，分离得到改性磁性Fe3O4粉末；
[0011]所述改性剂为氯化铁溶液或稀盐酸溶液。
[0012]优选地，所述磁性Fe3O4粉末和改性剂的固液比为1g:25～100mL。
[0013]优选地，所述氯化铁溶液的浓度为16.25～162.5g/L；所述稀盐酸溶液的浓度为0.5～3.0mol/L。
[0014]优选地，所述浸泡的温度为25～30℃。
[0015]优选地，所述浸泡在静置或搅拌条件下进行；
[0016]当所述浸泡在静置条件下进行时，所述浸泡的时间为6～10h；
[0017]当所述浸泡在搅拌条件下进行时，所述浸泡的时间为1～3h。
[0018]优选地，所述分离的方法为过滤或磁性分离。
[0019]本专利技术提供了上述技术方案所述改性磁性Fe3O4粉末或上述技术方案所述制备方法制备得到的所述改性磁性Fe3O4粉末在磁絮凝污水处理中的应用。
[0020]优选地，所述应用包括以下步骤：将所述改性磁性Fe3O4粉末投加到磁絮凝污水处理系统中，进行絮凝沉淀。
[0021]优选地，所述改性磁性Fe3O4粉末的投加量为20～60mg/L。
[0022]本专利技术提供了一种改性磁性Fe3O4粉末，所述改性磁性Fe3O4粉末的表面存在Fe
2+
和Fe
3+
；所述改性磁性Fe3O4粉末的粒径为10～120μm。在本专利技术中，改性磁性Fe3O4粉末在投加到磁絮凝污水处理系统中后，表面存在的Fe
2+
和Fe
3+
两种离子，起到絮凝作用，促使形成更大的絮体，加大污染物沉淀速度，能够提高污染物的去除率；本专利技术提供的改性磁性Fe3O4粉末之间团聚力减弱，在混凝体系中能够更均匀分散，短时间内絮凝效果更好；所述改性磁性Fe3O4粉末的粒径为微米级，相比于纳米级磁粉，更有利于回收再利用，本专利技术提供的改性磁性Fe3O4粉末回收后可直接继续投加使用，无需进行改性处理。
[0023]本专利技术还提供了所述改性磁性Fe3O4粉末的制备方法，本专利技术提供的制备方法操作简便，适宜工业化生产。
具体实施方式
[0024]本专利技术提供了一种改性磁性Fe3O4粉末，所述改性磁性Fe3O4粉末的表面存在Fe
2+
和Fe
3+
；所述改性磁性Fe3O4粉末的粒径为10～120μm，优选为 50～100μm，进一步优选为60～75μm。
[0025]本专利技术还提供了上述技术方案所述改性磁性Fe3O4粉末的制备方法，包括以下步骤：
[0026]将磁性Fe3O4粉末置于改性剂中浸泡，分离得到改性磁性Fe3O4粉末；
[0027]所述改性剂为氯化铁溶液或稀盐酸溶液。
[0028]本专利技术将磁性Fe3O4粉末置于改性剂中浸泡，分离得到改性磁性Fe3O4粉末。在本专利技术中，所述磁性Fe3O4粉末的粒径优选为40～200μm，更优选为75～150μm，进一步优选为100～125μm。在本专利技术中，所述磁性Fe3O4粉末和改性剂的固液比优选为1g:25～100mL，更优选为1g:50～70mL。
[0029]在本专利技术中，所述氯化铁溶液的浓度优选为16.25～162.5g/L，更优选为 50～100g/L；所述稀盐酸溶液的浓度优选为0.5～3.0mol/L，更优选为 1.0～2.0mol/L。
[0030]在本专利技术中，所述浸泡的温度优选为25～30℃。在本专利技术中，所述浸泡优选在静置或搅拌条件下进行；当所述浸泡在静置条件下进行时，所述浸泡的时间为优选为6～10h，更优选为8～9h；当所述浸泡在搅拌条件下进行时，所述浸泡的时间优选为1～3h，更优选为2～3h，所述搅拌的转速优选为 150～180rpm，更优选为160～170rpm。
[0031]在本专利技术中，当所述浸泡在静置条件下进行时，优选先将磁性Fe3O4粉末和改性剂进行搅拌混合，再进行静置浸泡。在本专利技术中，所述搅拌的时间优选为10min，使磁性Fe3O4粉末和改性剂混合均匀。
[0032]在本专利技术中，当所述浸泡在搅拌条件下进行时，优选在搅拌浸泡完成后，将所得体系静置，再进行后续的分离。在本专利技术中，所述静置的时间优选为 1～5min，更优选为2～3min。
[0033]在本专利技术中，当所述改性剂为氯化铁溶液时，所述浸泡过程中发生的反应包括：
[0034]Fe
3+
+H2O
→
Fe(OH)3+3H
+
；
[0035]Fe3O4+8H
+
→
Fe
2+
+2Fe
3+
+4H2O。
[0036]当所述改性剂为稀盐酸溶液时，所述浸泡过程中发生的反应包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性磁性Fe3O4粉末，其特征在于，所述改性磁性Fe3O4粉末的表面存在Fe
2+
和Fe
3+
；所述改性磁性Fe3O4粉末的粒径为10～120μm。2.权利要求1所述改性磁性Fe3O4粉末的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将磁性Fe3O4粉末置于改性剂中浸泡，分离得到改性磁性Fe3O4粉末；所述改性剂为氯化铁溶液或稀盐酸溶液。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述磁性Fe3O4粉末和改性剂的固液比为1g:25～100mL。4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述氯化铁溶液的浓度为16.25～162.5g/L；所述稀盐酸溶液的浓度为0.5～3.0mol/L。5.根据权利要求2所述的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：何圣兵，严攀，顾序舜，孙珊珊，崔锡俊，吴菲，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：