一种应用于废水脱氯的Fe氧化物纳米材料的制备方法技术

本发明专利技术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

【技术实现步骤摘要】
一种应用于废水脱氯的Fe氧化物纳米材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及污水处理
，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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。

技术实现思路

[0006]本专利技术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。
[0007]本专利技术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：
[0008]A、称取0.1
‑
2mmol的氯化铁和0.5
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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；
[0009]B、将1x1cm Fe Foam基底材料清洗干净，晾干以备用；
[0010]C、将所述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；
[0011]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
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3h，获得Fe氧化物纳米材料。
[0012]优选的，步骤A中的碳酸氢钠的量还可以为0.7
‑
4.5mmol。
[0013]优选的，步骤A中的碳酸氢钠的量还可以为0.9
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4mmol。
[0014]优选的，步骤A中的碳酸氢钠的量还可以为1.2
‑
3.5mmol。
[0015]优选的，步骤A中的碳酸氢钠的量还可以为1.5
‑
3mmol。
[0016]优选的，所述管式炉包括：
[0017]炉体；
[0018]炉管，所述炉管设置于所述炉体内；
[0019]加热模块，所述加热模块设置于所述炉管外且在所述炉体内；
[0020]温控模块，所述温控模块设置于所述炉体内。
[0021]优选的，步骤D中，还包括退火控制步骤，具体包括：
[0022]D101、获取所述管式炉的加热模块中的多个加热点位对应的多个初始加热温度分布图和使用记录信息；
[0023]D102、获取预设的加热衰减预测模型，将所述初始加热温度分布图和使用记录输入信息至所述加热衰减预测模型，获得当前加热温度分布图；
[0024]D103、当备用的前驱体放入管式炉的炉管内时，采集备用的前驱体的放置位置信息和放置姿态信息；
[0025]D104、获取所述加热点位当前的点位位置信息；
[0026]D105、获取预设的管式炉三维模型模板，将所述点位位置信息、放置位置信息和放置姿态信息映射于管式炉三维模型模板中，获得管式炉三维模型；
[0027]D106、确定所述管式炉三维模型中对应于所述备用的前驱体的前驱体模型；
[0028]D107、在所述前驱体模型内设置多个受热监测点位；
[0029]D108、获取实验人员输入的退火条件信息；
[0030]D109、获取预设的加热模拟模型，将所述当前加热温度分布图和所述退火条件信息输入至所述加热模拟模型，进行模拟加热配置，配置完成后，获取所述加热模拟模型即将模拟的多个第一加热模拟方案；
[0031]D110、基于所述加热模拟模型，在所述管式炉三维模型内依次模拟执行所述第一加热模拟方案；
[0032]D111、获取预设的受热打分模板生成模型，将所述退火条件信息输入至所述的受热打分模板生成模型，获得的受热打分模板；
[0033]D112、获取所述第一加热模拟方案模拟执行的过程中所述受热监测点位的第一监测信息；
[0034]D113、基于所述受热打分模板，对所述第一监测信息进行受热打分，获得第一评分；
[0035]D114、选取最大所述第一评分，并作为第二评分；
[0036]D115、若所述第二评分小于等于预设的评分阈值和/或任意两个所述第一评分的差值小于等于预设的差值阈值，将所述第一评分从大到小进行排序，获得评分序列；
[0037]D116、选取所述评分序列中前n个所述第一评分，并作为第三评分；
[0038]D117、选取所述第三评分对应的所述第一监测信息，并作为第二监测信息，同时，获取预设的加热模块姿态调整模型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于废水脱氯的Fe氧化物纳米材料的制备方法，其特征在于，包括：A、称取0.1
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2mmol的氯化铁和0.5
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5mmol的碳酸氢钠，将称取的氯化铁和碳酸氢钠溶于10
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80ml的一级水中，搅拌混合均匀，获得第一混合溶液；B、将1x1 cm Fe Foam基底材料清洗干净，晾干以备用；C、将所述第一混合溶液和备用的Fe Foam加入到反应釜中，100
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160℃下加热4
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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
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3h，获得Fe氧化物纳米材料。2.如权利要求1所述的一种应用于废水脱氯的Fe氧化物纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤A中的碳酸氢钠的量还可以为0.7
‑
4.5mmol。3.如权利要求1所述的一种应用于废水脱氯的Fe氧化物纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤A中的碳酸氢钠的量还可以为0.9
‑
4mmol。4.如权利要求1所述的一种应用于废水脱氯的Fe氧化物纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤A中的碳酸氢钠的量还可以为1.2
‑
3.5mmol。5.如权利要求1所述的一种应用于废水脱氯的Fe氧化物纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤A中的碳酸氢钠的量还可以为1.5
‑
3mmol。6.如权利要求1所述的一种应用于废水脱氯的Fe氧化物纳米材料的制备方法，其特征在于，所述管式炉包括：炉体；炉管，所述炉管设置于所述炉体内；加热模块，所述加热模块设置于所述炉管外且在所述炉体内；温控模块，所述温控模块设置于所述炉体内。7.如权利要求1所述的一种应用于废水脱氯的Fe氧化物纳米材料的制备方法，步骤D中，还包括退火控制步骤，具体包括：D101、获取所述管式炉的加热模块中的多个加热点位对应的多个初始加热温度分布图和使用记录信息；D102、获取预设的加热衰减预测模型，将所述初始加热温度分布图和使用记录输入信息至所述加热衰减预测模型，获得当前加热温度分布图；D103、当备用的前驱体放入管式炉的炉管内时，采集备用的前驱体的放置位置信息和放置姿态信息；D104、获取所述加热点位当前的点位位置信息；D105、...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱莎莎，邹超，陈天明，远野，丁成，潘晶晶，王哲，张凤，
申请(专利权)人：盐城工学院技术转移中心有限公司，
类型：发明
国别省市：