CИНТЕЗ МАГНИТНЫХ НАНОЧАСТИЦ ИЗ ОТРАБОТАННЫХ ТРАВИЛЬНЫХ РАСТВО-РОВ В НАСЫЩЕННОМ РАСТВОРЕ ГИДРОКСИДА КАЛЬЦИЯ
Аннотация
Отработанный травильный раствор считается опасным отходом из-за его очень высокой кислотности и высокой концентрации металлов, а обычный метод нейтрализации образует избыточное количество осадка, что представляет собой серьезную проблему, связанную с удалением стока и риском загрязнения подземных вод. Таким образом, требуется регенерация отработанного травильного раствора. Были предприняты различные исследования для отработанного травильного раствора, но они обычно являются дорогостоящими и приводят к получению различных солей или оксидов (или гидроксидов) железа, которые имеют ограниченную ценность. В настоящем исследовании мы изучаем потенциал использования отработанного травильного раствора в качестве предшественника железа для синтеза магнитных наночастиц. При этом наночастицы Fe3O4 были получены с помощью окисления-осаждения из отработанных хлоридов железа в водном насыщенном растворе гидроксида кальция при комнатной температуре, в воздухе и при подходящей скорости вращения. Результаты
FT-IR, XRD и TEM показали, что монодисперсные частицы Fe3O4 в диапазоне размеров
10-25 нм были получены с высоким уровнем кристалличности. Площадь поверхности BET составляла около 46 м2/г. Полученные Fe3O4 наночастицы проявили суперпарамагнитное свойство с относительно высокой намагниченностью насыщения, Ms = 73 Гс·см3/г. Проведенный здесь синтез магнитных наночастиц даст новую возможность более эффективно утилизовать отработанные травильные растворы.
Для цитирования:
Ву Суан Минь, Ле Ха Тхи Тху, Фам Лан Тхи, Фам Хонг Нам, Ле Тхи Май Хыонг, Ле Чонг Лы, Нгуен Зинг Туан Cинтез магнитных наночастиц из отработанных травильных растворов в насыщенном растворе гидроксида кальция. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 9-10. С. 59-63
Литература
Devi A., Singhal A., Gupta R. A review on spent pickling liquor, Int. J. of Environ. Sci. 2013. V.4. P. 284-295. DOI:10.6088/ijes.2013040300007.
Rogener F., Sartor M., Ban A., Bucholoh D. Reichardt T. Metal recovery from spent stainless steel pickling solution. Res. Conserv. Recycl. 2012. V. 60. P. 72–77. DOI: 10.1016/j.resconrec.2011.11.010.
Ozdemir T., Oztin C., Kincal N.S. Treatment of waste pickling liquors: process synthesis and economic analysis. Chem. Eng. Comm. 2006. V. 193. P. 548–563. DOI: 10.1080/00986440500192238.
Csicsovszki G., Kekesi T., T.I. Torok T.I. Selective recovery of Zn and Fe from spent pickling solutions by the combination of anion exchange and membrane electrowinning techniques. Hydrometallurgy. 2005. V. 77. P 19–28. DOI: 10.1016/j.hydromet.2004.10.020.
Agrawal A., Kumari S., Ray B.C., Sahu K.K. Extraction of acid and iron values from sulphatewaste pickle liquor of a steel industry by solvent extraction route. Hydrometallurgy. 2007. V. 88. P. 58–66. DOI: 10.1016/j.hydromet.2007.04.001.
BarholdF.,EngelhardtW. United States PatentN 6375915. 2002.
Shaikh L., Pandit A., Ranade V. Crystallisation of ferrous sulphateheptahydrate: experiments and modeling. Can. J. Chem. Eng. 2013. V. 91. P. 47–54. DOI: 10.1002/cjce.20695.
Bernata X., Fortuny A., Stüber F., Bengoa C., Fabregat A., Font J. Recovery of iron(III) from aqueous stream by ultra filtration. Desalination. 2008. V. 221. P. 413–418. DOI: 10.1016/j.desal.2007.01.100
Tomaszewska M., Grypta M., Morawski A.W. Recovery of hydrochloric acid from metal pickling solutions by membrane distillation. Sep. Purif. Technol. 2001. V. 22–23. P. 591–600. DOI: 10.1016/S1383-5866(00)00164-7.
Ciminelli V.S.T., Dias A., Braga H.C. Simultaneous production of impurity-free water and magnetite from steel pickling liquors by microwave-hydrothermal processing. Hydrometallurgy. 2006. V. 84. P. 37–42. DOI: 10.1016/j.hydromet.2006.03.058.
Lu T., Wang J. H., Yin J., Wang A. Q., Wang X. D., Zhang T.Surfactant effects on the microstructures of Fe3O4 nanoparticles synthesized by microemulsion method.Colloids and Surfaces A. 2013. V. 436, P. 675-683. DOI: 10.1016/j.colsurfa.2013.08.004.
Radoń A., Drygała A., Hawełek L., Łukowiec D.Structure and optical properties of Fe3O4 nanoparticles synthesized by co-precipitation method with different organic modifiers. Materials Characterization. 2017. V. 131. P. 148-156.DOI: 10.1016/j.matchar.2017.06.034.
Nabiyouni G., Julaee M., Ghanbari D., Aliabadi P.C., Safaie N. Room temperature synthesis and magnetic property studies of Fe3O4 nanoparticles prepared by a simple precipitation method. J. Ind. Eng. Chem. 2015. V. 21. P. 599–603. DOI: 10.1016/j.jiec.2014.03.025.
Zhang H., Zhu G.One-step hydrothermal synthesis of magnetic Fe3O4 nanoparticles immobilized on polyamide fabric. Appl. Surf.Sci. 2012. V. 258. P. 4952-4959. DOI: 10.1016/j.apsusc.2012.01.127.
Chen F., Gao Q., Hong G., Ni J.Synthesis and characterization of magnetitedodecahedron nanostructure by hydrothermal method.J. Magn. Magn. Mater. 2008. V. 320. P. 1775–1780. DOI : 10.1016/j.jmmm.2008.02.117.
Tang B., Yuan L., Shi T., Yu L., Zhu Y.Preparation of nano-sized magnetic particles from spent pickling liquors by ultrasonic-assisted chemical co-precipitation. J. Hazar. Mater. 2009. V.163. P. 1173–1178. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2008.07.095.
Yan H., Zhang J., You C., Song Z., Yu B., Shen Y.Influences of different synthesis conditions on properties of Fe3O4 nanoparticles. Mater. Chem. Phys. 2009. V. 113. P. 46–52. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2008.06.036.
Lu W., Shen Y., Xie A., Zhang W.Green synthesis and characterization of superparamagnetic Fe3O4 nanoparticles.J. Magn. Magn. Mater. 2010. V. 322. P. 1828-1833. DOI:10.1016/j.jmmm.2009.12.035.
Petcharoen K., Sirivat A.Synthesis and characterization of magnetite nanoparticles via the chemical co-precipitation method.Mater. Sci. Eng. B. 2012. V. 177. P. 421-427. DOI:10.1016/j.mseb.2012.01.003.
Aslibeiki B., Kameli P., Manouchehri I., Salamati H.Strongly interacting superspins in Fe3O4 nanoparticles.Current Appl. Phys. 2012. V. 12. P. 812-816. DOI: 10.1016/j.cap.2011.11.012.
Murbe J., Rechtenbach A., Topfer J. Synthesis and physical characterization of magnetite nanoparticles for biomedical applications. Mater. Chem. Phys. 2008. V. 110. P. 426–433. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2008.02.037.
