固態(tài)原料機械化學(xué)法制備硫化四氧化三鐵復合體的方法及其應用

1.本發(fā)明屬于微納米級硫化四氧化三鐵復合體制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種固態(tài)原料機械化學(xué)法制備硫化四氧化三鐵復合體的方法及其應用。 背景技術(shù)： 2.鐵氧化物作為一種廉價(jià)高效的催化劑，在污染物去除領(lǐng)域得到了廣泛應用。四氧化三鐵為其典型代表，主要優(yōu)勢在于：元素豐度高、環(huán)境風(fēng)險低、反應活性高、磁性材料利于回收、降低成本等。四氧化三鐵在高級氧化領(lǐng)域的應用中的活性也顯著(zhù)高于氧化鐵等其它鐵礦物。因此，應用四氧化三鐵活化過(guò)硫酸鹽去除難生物降解有機污染物是一種非常有前景的處理工藝。 3.限制四氧化三鐵應用的因素主要有：1)由于自身的強磁性，四氧化三鐵易于團聚，難以分散，難以有效發(fā)揮作用；2)四氧化三鐵表面的元素價(jià)態(tài)和鈍化層決定了反應速率，因此，提高電子轉移速率對提高鐵氧化物的催化能力至關(guān)重要。表面改性常被用以解決四氧化三鐵應用的限制性因素，常用的表面改性手段有：1)貴金屬摻雜(如，鉑、金等)，2)添加具有化學(xué)修飾作用的元素或基團。多金屬摻雜體系雖然能顯著(zhù)提高材料的活性，但成本高，且金屬溶出易造成二次污染。 4.近年來(lái)，硫化修飾逐漸受到研究者的關(guān)注，研究表明，金屬單質(zhì)、金屬氧化物、炭材料等的硫化均表現出優(yōu)異的性能，其主要原因在于：1)硫化物的半導體性能使其具有較高的電子傳遞能力，有效促進(jìn)界面金屬物種與氧化劑等的電子傳遞，提高活性；2)硫化能提高材料的疏水性，抑制團聚，并促進(jìn)疏水性污染物與材料的結合。 5.傳統的硫化制備方法，均使用液態(tài)硫作為原料，如硫代硫酸鈉、硫化鈉、連二亞硫酸鈉等，原料成本較高且具有危險性(如，硫化鈉吸濕性強，屬有毒有害管制試劑)。此外，傳統合成方法過(guò)程繁瑣，產(chǎn)生大量廢水。以四氧化三鐵為原料制備呈核 ? 殼構型的硫化四氧化三鐵，硫組分主要集中于材料表面，當表面被反應侵蝕后，內部組分難以維持反應活性；而使用機械化學(xué)法制備所得材料能實(shí)現體相均一化，制備表面體相均質(zhì)的材料，可以充分利用材料的活性。因此，開(kāi)發(fā)以廉價(jià)易得的固態(tài)原料為基礎的硫化四氧化三鐵制備具有重要意義。 6.已有文獻報道以單質(zhì)鐵粉和單質(zhì)硫粉或硫化亞鐵為原料，采用機械化學(xué)工藝制備硫化零價(jià)鐵，所制備材料在三氯乙烯等污染物的還原去除及活化過(guò)硫酸鹽降解污染物方面均表現出了優(yōu)異的性能。機械化學(xué)法制備硫化零價(jià)鐵主要利用機械能誘導下中單質(zhì)鐵粉與硫粉發(fā)生氧化還原反應生成硫化、二硫化和多硫化物等。硫化物和多硫化物主