CN100457641C - 一种用于水域吸附油污的悬浮型磁性微粒及其制备方法 - Google Patents
一种用于水域吸附油污的悬浮型磁性微粒及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种用于水域吸附油污的悬浮型磁性微粒及其制备方法，采工业废渣粉煤空心微珠作为载体，在其表面沉积铁氧体制备磁性微粒，经表面处理后将其撒布于水域油污表面，形成悬浮型磁性微粒—油污混合体系。在磁场作用下，形成的磁性微粒—油液混合体系产生可控运动从而达到水域油污控制、治理目的。空心微珠的化学组成主要为SiO2、Al2O3，不会对环境造成污染。同时悬浮型磁性微粒被吸附、收集后，其磁性特性并无变化，经适当处理后仍可再次使用，具有推广应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于水域吸附油污的控制、治理的悬浮型磁性微粒及其制备方法。
背景技术
在现代社会，石油作为能源占有极其重要的地位。然而，在石油的开采、加工、运输与使用过程中，有相当数量的石油泄漏、废弃于江河与海洋水域中，此外相当多的化工产品属于油相，一旦进入水域，将对环境造成极大的威胁。治理水域石油污染成为当务之急。清除水域油污染是非常困难的。目前国际上石油污染的治理有化学方法和物理方法。
化学方法：按污染情况，采用乳化分散、集油或凝油方法治理。对厚度小于1毫米的油膜，采用化学消油剂清理水体油污染是有效的。然而化学清理方法消耗大量的药品，还可能产生二次污染。
物理方法：包括围油栏、清污船与附属回收装置及吸油材料。这些方法随海况和气象条件的变化，回收能力变化较大，当工作条件恶劣时，由于海流的运动、海浪的动荡起伏，使得水体表面的油污易于随波逐流，扩大污染面积。
利用磁性液体清除海面油污是一种新型的表面油污回收控制方法：在水域污染油表面喷洒磁性液体，在磁场作用下，油污产生定向移动、回收。
发明内容
本发明提供一种符合可持续发展要求的水域吸附油污控制、治理的悬浮型磁性微粒及其制备方法，制得的磁性微粒撒布于油污表面，即可与油污形成悬浮型磁性微粒-油污混合体系，在磁场作用下，磁性微粒-油液混合体系向磁场方向运动从而达到水域油污控制、治理目的。
本发明是通过如下技术方案实现：采用工业废渣粉煤灰空心微珠(以下称空心微珠)作为载体，在空心微珠表面包裹铁氧体层制得悬浮型磁性微粒。空心微珠的化学组成主要为SiO2、Al2O3，空心微珠和铁氧体质量比为1∶1～1∶5。
所述的铁氧体是指尖晶石型铁氧体与六角晶系磁铅石型铁氧体(镍、钴、锰、钡、锶、锌及以上各元素复合掺杂得到的铁氧体)。
采用化学方法或物理方法在空心微珠表面包裹铁氧体层制得悬浮型磁性微粒。化学方法是指：共沉淀法、水热合成法、微乳液法、金属醇盐溶胶-凝胶法、高分子网络凝胶法、柠檬酸盐溶胶-凝胶法、有机配合物前驱体法、自蔓延高温合成法、烧结法中任一种方法。物理方法是指：胶粘工艺、搅拌混合工艺任一种方法。
悬浮型磁性微粒与表面活性剂搅拌后撒布于油污表面，即可与油污形成悬浮型磁性微粒-油污混合体系。在磁场作用下，形成的磁性微粒-油液混合体系产生可控运动。
制得的悬浮型磁性微粒如图1所示。图示中1为铁氧体包裹层；2为空心微珠。
本发明的效果：制得的磁性微粒悬浮于油液表面，即使经搅动沉入水体内部后，仍可浮起保持悬浮态。将悬浮型磁性微粒撒布水域油污表面，磁性微粒吸附油污并与油污形成磁性混合体系。在磁场作用下，形成的磁性微粒-油液混合体系向磁场方向运动从而达到水域油污控制、治理目的。
空心微珠的化学组成主要为SiO2、Al2O3，为地壳矿物组成材料之一，不会对环境造成二次污染。同时悬浮型磁性微粒被吸附、收集后，经除油处理，其磁性特性基本无变化，仍可重新使用。采用悬浮型磁性吸附材料治理水环境的油污染符合生态经济、循环经济等可持续发展要求。
附图说明
图1为本发明的悬浮型磁性微粒结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例进一步说明本发明是如何实现的：
实施例1：采用柠檬酸凝胶溶胶方法制备悬浮型磁性微粒：
1.用柠檬酸络合硝酸铁、硝酸钡制得前驱体：按化学计量比Ba(NO3)2∶Fe(NO3)3∶柠檬酸＝1∶12∶19称取原料，加入蒸馏水溶解，滴入氨水调节溶液PH值为7；
2.前驱体中加入空心微珠，空心微珠和铁氧体质量比为1∶1～1∶5；
3.溶液置于90℃水浴中搅拌4～5h，至液体为粘稠的胶体状；
4.所制备溶胶置于烘箱120℃4h，得到干燥凝胶；
5.凝胶置于马弗炉内以60℃/h升温速率加热至850℃，保温2h后自然冷却。
实施例2：采用共沉淀法制备悬浮型磁性微粒：
1.分别配制FeCl3·6H2O、FeCl2·4H2O、NaOH溶液；
2.将配制的FeCl3·6H2O、FeCl2·4H2O溶液倒入NaOH溶液中，加入空心微珠，空心微珠和铁氧体质量比为1∶1～1∶5，在80℃左右的温度下均匀搅拌至反应完成；
3.用HCl进行中和，Fe3O4沉淀包裹在空心微珠表面；
4.将得到的生成物用水清洗、离心机分离、真空干燥。
实施例3：采用胶粘工艺方法制备悬浮型磁性微粒：
1.按1∶1∶0.1比例分别称取(量取)空心微珠、铁氧体粉体与苯乙烯-丙烯酸乳液；
2.将铁氧体粉体与苯乙烯-丙烯酸乳液均匀搅拌得到混合物；
3.混合物凝结、硬化后，经球磨机粉碎得到粉体。
Claims (1)
1、一种用于水域吸附油污的悬浮型磁性微粒，其特征在于：
采用工业废渣粉煤灰空心微珠作为载体，该空心微珠表面包裹铁氧体层，空心微珠和铁氧体质量比为1∶1～1∶5，其中，铁氧体是指镍、钴、锰、钡、锶、锌及以上各元素复合掺杂得到的尖晶石型铁氧体与六角晶系磁铅石型铁氧体。
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