一种树莓状结构的复合颗粒及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114870794A(43)申请公布日2022.08.09(21)申请号202210483157.9B09C1/00(2006.01)(22)申请日2022.05.05C02F1/28(2006.01)(71)申请人中国农业大学地址100193北京市海淀区圆明园西路2号(72)发明人沈重阳尹亚茹张晨希褚献献黄元仿(74)专利代理机构北京卫平智业专利代理事务所(普通合伙)11392专利代理师闫萍(51)Int.Cl.B01J20/10(2006.01)B01J20/30(2006.01)B01J20/28(2006.01)C09K17/04(2006.01)B09C1/08(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图3页(54)发明名称一种树莓状结构的复合颗粒及其制备方法(57)摘要本发明属于土壤修复技术领域，涉及一种空心介孔二氧化硅负载纳米零价铁的树莓状结构的复合颗粒。所述树莓状结构的复合颗粒通过将空心介孔二氧化硅与铁的化合物混合，之后添加硼氢化钠在空心介孔二氧化硅表面生成纳米零价铁而得到。所述修复剂颗粒的粒径范围为789.47nm～1393.19nm，平均直径为929.71nm；Zeta电势大小范围为‑36.07～‑6.74mV。所述复合颗粒的原料及工艺中使用的物品价格低廉，方便易得，且资源丰富，制备方法简单，并且此树莓状结构的复合颗粒显著提高了纳米零价铁的稳定性和迁移能力，从而提高纳米零价铁原位修复能力，可推广应用于土壤和地下水污染原位修复领域。CN114870794ACN114870794A权利要求书1/1页1.一种树莓状结构的复合颗粒，其特征在于，所述复合颗粒为空心介孔二氧化硅负载一单层纳米零价铁的颗粒。2.如权利要求1所述的一种树莓状结构的复合颗粒，其特征在于：复合颗粒的Zeta电势范围为‑36.07～‑6.74mV。3.如权利要求1所述的一种树莓状结构的复合颗粒的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、首先在醇介质中氨催化水解原硅酸四乙酯制备实心二氧化硅，再使其在水中转化成空心二氧化硅，最后用浓盐酸溶液刻蚀形成空心介孔二氧化硅；步骤2、将步骤1制备的空心介孔二氧化硅溶液与铁的化合物溶液混合，加入硼氢化钠在空心介孔二氧化硅表面生成纳米零价铁。4.如权利要求3所述的复合颗粒的制备方法，其特征在于，所述步骤1具体包括如下步骤：步骤1‑1将十六烷基三甲基溴化铵溶解在浓氨水和乙醇的水溶液中；步骤1‑2将步骤1‑1得到的混合物加热，并加入原硅酸四乙酯；步骤1‑3将步骤1‑2得到的混合物加热搅拌后，得到二氧化硅；步骤1‑4将步骤1‑3得到的二氧化硅置于超纯水中孵育，得到二氧化硅基材；步骤1‑5将步骤1‑4得到的二氧化硅基材溶解在浓盐酸‑无水乙醇溶液中，经搅拌得到混合液；步骤1‑6将步骤1‑5得到的混合液用乙醇洗涤，经干燥得到空心介孔二氧化硅；所述步骤2具体包括如下步骤：步骤2‑1取步骤1所制备的空心介孔二氧化硅溶于乙醇，超声处理，然后搅拌下向其中加入铁的化合物的水溶液；步骤2‑2在氮气气氛下向步骤2‑1所得的混合物中加入硼氢化钠溶液；步骤2‑3将步骤2‑2得到的溶液用乙醇洗涤，干燥后得到空心介孔二氧化硅负载纳米零价铁的树莓状结构的复合颗粒。5.如权利要求3所述的复合颗粒的制备方法，其特征在于，步骤1中所述铁的化合物为氯化铁、氯化亚铁、氧化铁和氧化亚铁中的一种。6.如权利要求4所述的复合颗粒的制备方法，其特征在于，步骤1‑2和1‑3的加热温度为35℃‑50℃，步骤1‑4和1‑5的反应温度为60℃‑90℃。7.如权利要求4所述的复合颗粒的制备方法，其特征在于在步骤1‑1与1‑2中，所述浓氨水∶乙醇∶原硅酸四乙酯的质量比为1∶100～110∶4～6。8.如权利要求4所述的复合颗粒的制备方法，其特征在于在步骤1‑4中，所述孵育时间为36‑48h。9.如权利要求4所述的复合颗粒的制备方法，其特征在于在步骤1‑5中，所述浓盐酸‑乙醇溶液中，浓盐酸与乙醇的质量比为1∶45～50。10.如权利要求4所述的复合颗粒的制备方法，其特征在于在步骤2‑1中，所述超声处理时间为15‑20min，空心介孔二氧化硅：铁的化合物的质量比为2∶1～3。2CN114870794A说明书1/7页一种树莓状结构的复合颗粒及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及土壤和地下水修复技术领域，具体说是一种树莓状结构的复合颗粒及其制备方法。尤指一种空心介孔二氧化硅负载纳米零价铁的树莓状结构的复合颗粒及其制备方法。背景技术[0002]纳米零价铁是指具有无定形结构的纳米铁粒子。由于其具有比较大的比表面积、强吸附性和优异的还原能力，被广泛应用于去除水体和土壤中各种污染物。然而，纳米零价铁具有磁性，容易团聚成较大的