一种新型磁性纳米磁种及其处理工业生化尾水的方法和应用

摘要

本发明公开了一种新型磁性纳米磁种及其处理工业生化尾水的方法和应用，属于工业废水深度处理领域。本发明利用水热法制备出具有超顺磁性的Fe₃O₄纳米颗粒，在此基础上包覆SiO₂并嫁接-NH₂基团，制备出Fe₃O₄@SiO₂-NH₂作为磁种使用。将磁种、混凝剂、助凝剂加入到工业废水的二级出水中并搅拌混匀，将混凝后的废水放置在磁场中，在磁场力作用下，带有磁种的絮体从处理废水中快速分离。本发明具有操作方便、装置简单的优点，能够更加有效的降低工业废水的二级出水中的有机物质；与传统化学混凝法相比，沉降时间大大缩短；与现有混凝磁分离法相比，具有更高的去除效率，沉渣量也大幅减小，在深度处理工业废水领域具有较为广阔的应用前景。

主权项

一种新型磁性纳米磁种，其特征在于：为核壳结构的Fe₃O₄@SiO₂‑NH₂纳米颗粒，其制备步骤为：(a)将铁盐溶于乙二醇中，然后加入有机酸盐搅拌均匀，在180～200℃条件下反应8～16h，得到具有超顺磁性的Fe₃O₄纳米颗粒，其中，每40mL乙二醇中溶解1.3～1.4g铁盐，铁盐与有机酸盐的质量比例为1:(2～3)；(b)将步骤(a)中制备得到的Fe₃O₄纳米颗粒分散于十六烷基三甲基溴化铵水溶液中，在惰性气体保护下加入滴加碱液，然后加入无水乙醇和正硅酸四乙酯，将温度升至45～60℃进行恒温反应，其中，Fe₃O₄纳米颗粒与十六烷基三甲基溴化铵的质量比例为1:(2～3)，碱液在反应体系中的浓度为0.1～0.2g/L，无水乙醇与正硅酸四乙酯的体积比例为1:(1～2)；(c)在步骤(b)恒温反应过程中，加入3‑氨丙基三乙氧基硅烷，恒温反应时间为10～12h，得到具有核壳结构的Fe₃O₄@SiO₂‑NH₂纳米颗粒，3‑氨丙基三乙氧基硅烷与Fe₃O₄纳米颗粒的比例为2～4mL/g。