一种纳米铬铁氢氧化物的制备方法

本发明涉及铬铁氢氧化物，尤其是一种纳米铬铁氢氧化物的制备方法。

背景技术：

1、铬(cr)广泛存在于地表水、地下水和土壤中，以六价铬[cr(vi)]和三价铬[cr(iii)]的形式存在。由于cr(iii)的溶解度和毒性均低于cr(vi)，因此利用零价铁(zvi)和富含fe(ii)的矿物质将cr(vi)还原为cr(iii)已被广泛用于自然和工程环境中清除cr(vi)污染。在这些cr(vi)修复和去除过程中，cr(vi)被fe(0)和fe(ii)还原为cr(iii)，然后被氧化为fe(iii)，形成了铬铁氢氧化物((fe,cr)(oh)3)共沉淀物。酸性条件下(如ph约为3-5的酸性矿山排水区域)，cr羟化物是欠饱和的，因此水溶性cr(iii)的去除在很大程度上受其与铁羟化物的共沉淀控制。此外，由于溶解的cr(iii)在氧化环境中容易被再氧化为cr(vi)，(fe,cr)(oh)3共沉淀可以防止cr(iii)的再氧化，因此对于成功的cr修复和去除是必不可少的。

2、在实际环境中，对于模拟特定要求的实验研究，纳米(fe,cr)(oh)3颗粒的制备具有重要的贡献。这种纳米颗粒的制备能够提供一个模拟真实环境的实验平台，用于研究铬的去除、转化和再氧化等相关过程。由于其在模拟环境中具有与实际环境相似的特性和行为，这些纳米颗粒能够提供可靠且具有代表性的数据，从而加深对于cr(vi)修复和去除机制的理解。此外，通过对其特定要求的实验研究，可以优化纳米颗粒的制备方法，进一步提高其在实际环境中的应用效果和可持续性。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种纳米铬铁氢氧化物的制备方法，解决现有技术缺少快速、高效、大量的制备纳米铬铁氢氧化物方法的问题。

2、本发明提供一种纳米铬铁氢氧化物的制备方法，包括以下步骤：

3、步骤1、使用hno3将超纯水ph值调至1.5-2.5；

4、步骤2、使用步骤1制得的ph＝2的超纯水以及fe(no3)3·9h2o和cr(no3)3·9h2o配置fe(no3)3和cr(no3)3储备液；

5、步骤3、将步骤2得到的fe(no3)3和cr(no3)3储备液混匀，制得第一混合物；

6、步骤4、使用naoh和hno3将步骤3所得到的离子混合溶液ph调至3-5得到第二混合物；

7、步骤5、将第二混合物进行分离，获得第三混合物；

8、步骤6、所述第三混合物进行冷冻，再进行冷冻干燥处理，制得纳米铬铁氢氧化物颗粒粉末。

9、进一步的，所述步骤2中fe(no3)3和cr(no3)3储备液在黑暗环境下3-5℃进行保存。

10、进一步的，所述步骤2中fe(no3)3和cr(no3)3储备液在黑暗环境下4℃进行保存。

11、进一步的，步骤1、使用hno3将超纯水ph值调至2。

12、进一步的，步骤4、使用naoh和hno3将步骤3所得到的离子混合溶液ph调至4得到第二混合物。

13、进一步的，步骤3、将步骤2得到的fe(no3)3和cr(no3)3储备液按2:1-1:9的范围混匀，制得第一混合物；

14、进一步的，所述步骤4使用摇床混合3h后静置48h制得第二混合物。

15、进一步的，所述步骤5中第二混合物通过非对称流动场场流仪进行分离。

16、进一步的，所述步骤6中第三混合物的上清液进行冷冻，冷冻至结冰状后，再进行冷冻干燥处理。

17、进一步的，所述第一混合物为fe3+与cr3+离子混合溶液；

18、所述第二混合物为铬铁氢氧化物((fe,cr)(oh)3)纳米颗粒与fe3+与cr3+离子混合溶液；

19、所述第三混合物为铬铁氢氧化物((fe,cr)(oh)3)纳米颗粒悬浮液。

20、本发明的制备方法能够充分分散纳米铬铁氢氧化物颗粒，保证其原始结构、成分和性质的完整性，最大限度地减小了制备过程中的损耗。此外，该方法能够制备粒径小于100nm的纳米铬铁氢氧化物颗粒，满足对粒径有严格要求的特定需求，具备快速、高效、大规模制备的优势，对铬的去除、转化和再氧化等相关研究具有重要意义。

技术特征：

1.一种纳米铬铁氢氧化物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种纳米铬铁氢氧化物的制备方法，其特征在于，所述步骤2中fe(no3)3和cr(no3)3储备液在黑暗环境下3-5℃进行保存。

3.根据权利要求2所述一种纳米铬铁氢氧化物的制备方法，其特征在于，所述步骤2中fe(no3)3和cr(no3)3储备液在黑暗环境下4℃进行保存。

4.根据权利要求1所述一种纳米铬铁氢氧化物的制备方法，其特征在于，步骤1、使用hno3将超纯水ph值调至2。

5.根据权利要求1所述一种纳米铬铁氢氧化物的制备方法，其特征在于，步骤4、使用naoh和hno3将步骤3所得到的离子混合溶液ph调至4得到第二混合物。

6.根据权利要求1所述一种纳米铬铁氢氧化物的制备方法，其特征在于，步骤3、将步骤2得到的fe(no3)3和cr(no3)3储备液按照cr与fe的摩尔比为2:1-1:9的范围混匀得到第一混合物。

7.根据权利要求1所述一种纳米铬铁氢氧化物的制备方法，其特征在于，所述步骤4使用摇床混合3h后静置48h制得第二混合物。

8.根据权利要求1所述一种纳米铬铁氢氧化物的制备方法，其特征在于，所述步骤5中第二混合物通过非对称流动场场流仪进行分离。

9.根据权利要求1所述一种纳米铬铁氢氧化物的制备方法，其特征在于，所述步骤6中第三混合物的上清液进行冷冻，冷冻至结冰状后，再进行冷冻干燥处理。

10.根据权利要求1所述一种纳米铬铁氢氧化物的制备方法，其特征在于，

技术总结
本发明公开一种制备纳米铬铁氢氧化物的方法。在该方法中，首先使用HNO<subgt;3</subgt;调节超纯水的pH值至2，然后配制Fe(NO<subgt;3</subgt;)<subgt;3</subgt;·9H<subgt;2</subgt;O和Cr(NO<subgt;3</subgt;)<subgt;3</subgt;·9H<subgt;2</subgt;O储备液，混合制备含Fe<supgt;3+</supgt;和Cr<supgt;3+</supgt;离子的第一混合物。随后，将该离子混合溶液调至pH值为3‑5，形成含铬铁氢氧化物纳米颗粒的第二混合物。接下来，对第二混合物进行分离处理，并将得到的悬浮液进行冷冻干燥，最终获得纳米铬铁氢氧化物颗粒粉末。本发明的制备方法能够充分分散纳米铬铁氢氧化物颗粒，保证其原始结构、成分和性质的完整性，最大限度地减小了制备过程中的损耗。此外，该方法能够制备粒径小于100nm的纳米铬铁氢氧化物颗粒，满足对粒径有严格要求的特定需求，具备快速、高效、大规模制备的优势，对铬的去除、转化和再氧化等相关研究具有重要意义。

技术研发人员：金超,罗雯丹,莫逸君,肖子涵,付毅,黄佳琳,王诗忠,汤叶涛,仇荣亮
受保护的技术使用者：中山大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17