氨乙基氨丙基修飾的四氧化三鐵的制備方法及用途
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種氨乙基氨丙基修飾的四氧化三鐵的制備方法及用途，該方法采用二價(jià)鐵和三價(jià)鐵鹽為原料，使用共沉淀法制備納米四氧化三鐵，在反應(yīng)后期加入帶兩個(gè)氨基的表面修飾材料N-β（氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，利用三甲氧基硅烷水解產(chǎn)生的硅羥基和四氧化三鐵表面結(jié)合，使四氧化三鐵表面形成帶正電荷的氨基，進(jìn)而可以吸附結(jié)合油田三采污水中帶負(fù)電荷的微乳油等污染物，再利用磁分離技術(shù)達(dá)到分離油田三采污水中污染物的目的。該方法可應(yīng)用于治理油田三采污水，改善油田三采污水處理技術(shù)。經(jīng)本發(fā)明的方法獲得的氨乙基氨丙基修飾的四氧化三鐵處理后的油田三采污水，油水分離效果顯著，能達(dá)到回注標(biāo)準(zhǔn)。
【專利說明】氨乙基氨丙基修飾的四氧化三鐵的制備方法及用途
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]發(fā)明屬于環(huán)境、材料、能源交叉領(lǐng)域，涉及一種氨乙基氨丙基修飾的四氧化三鐵制備及應(yīng)用于油田三采污水中的微乳油的分離。
【背景技術(shù)】
[0002]克拉瑪依油田三次采油已逐步開展，對水資源的需求不斷加大、原油含水量不斷上升、含油污水量越來越大，三次采油過程中加入了一些表面活性劑作為采油助劑，使三采污水中的油成為穩(wěn)定的微乳油，從而廢水處理過程中絮凝過程更難進(jìn)行，往往需要加大絮凝劑用量，產(chǎn)生更多的污泥，這直接導(dǎo)致污水的處理和回用成了難點(diǎn)。油田污水處理達(dá)標(biāo)回用和提高污水回用率是油田合理開發(fā)、提高水資源利用率和降低生產(chǎn)成本的有效途徑。
[0003]目前，油田三次污水的處理工藝主要包括重力除油一絮凝沉降一深度過濾，此工藝主要依靠絮凝沉降過程分離水體中浮油、分散性油滴。這一過程不但需要消耗大量的絮凝劑，同時(shí)產(chǎn)生大量的難處理的含油污泥。磁分離技術(shù)是很有應(yīng)用前景的水處理技術(shù)，該法簡單易行、經(jīng)濟(jì)有效、能夠快速分離與沉降，在占地、能耗、操作、污泥含水率等方面較傳統(tǒng)絮凝分離技術(shù)有明顯優(yōu)勢和獨(dú)特性能。
[0004]磁分離技術(shù)作為一項(xiàng)極具發(fā)展前景的技術(shù)，近年來有關(guān)直接或間接利用磁技術(shù)處理含油廢水的報(bào)道日益增多。納米Fe3O4顆粒經(jīng)氨乙基氨丙基修飾后表面具有大量的氨基，在近中性水中易與H+結(jié)合使Fe3O4顆粒表面帶正電荷，便可高效與三采污水中的帶負(fù)電荷的微油滴結(jié)合，使污水中微乳油具有磁性，實(shí)現(xiàn)磁分離三采污水中的微油的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的在于，為了解決現(xiàn)有油田三采污水的處理方法不是很有效的問題，提供一種氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵的制備方法，該方法利用Ν-β (氨乙基)-Y -氨丙基三甲氧基硅烷帶兩個(gè)氨基功能基團(tuán)的優(yōu)勢，作為表面修飾材料，先使用共沉淀法制備納米四氧化二鐵，在一鍋法反應(yīng)后期加入N- β (氨乙基-氨丙基二甲氧基硅烷，利用三甲氧基硅烷水解產(chǎn)生的硅羥基和四氧化三鐵表面結(jié)合，使四氧化三鐵表面形成帶正電荷的氨基，進(jìn)而可以吸附結(jié)合油田三采污水中帶負(fù)電荷的微乳油等污染物，再利用磁分離技術(shù)達(dá)到分離油田三采污水中微乳油的目的，治理油田三采污水，改善油田三采污水處理技術(shù)。經(jīng)本發(fā)明的方法處理后的油田三采污水，油水分離效果顯著，能達(dá)到回注標(biāo)準(zhǔn)。
[0006]本發(fā)明所述的氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵的制備方法，按下列步驟進(jìn)行:
[0007]a、稱取FeCl3.6H20和FeSO4.7H20在機(jī)械攪拌下溶于水中，在非氧化性氣體N2、Ar,He保護(hù)下混合均勻，得到Fe2+和Fe3+的混合溶液，其中FeCl3.6H20:FeSO4.7H20的質(zhì)量比為 1:0.2-5.1，F(xiàn)eCl3.6H20:水的質(zhì)量比為 1:10-40 ；
[0008]b、將氨水加入步驟a的混合溶液中，加熱至60_90°C，反應(yīng)0.5_2.5小時(shí)后，得到納米四氧化三鐵的混合溶液，其中氨水的濃度為5% -27%，體積為9-40mL ；
[0009]C、將步驟b的混合溶液中加入Ν_β (氛乙基)-Y -氛丙基二甲氧基硅烷，其中N- β (氨乙基)-Y -氨丙基二甲氧基硅烷:水的質(zhì)量比為1:10-40,保持0.5_2h后,再經(jīng)洗滌，即得到氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵。
[0010]步驟a中所述的水為去離子水、蒸餾水、河水或自來水。
[0011]步驟c所述的洗滌為丙酮去離子水、蒸餾水、河水或自來水洗滌。
[0012]所述方法獲得的氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵在分離油田三采污水中的用途。
[0013]所述的在分離油田三采污水中氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵的使用劑量為 0.1% -1.0%。
[0014]所述的分離三采污水時(shí)氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵的使用方式為永磁鐵或電磁場分離。
[0015]所述的分離三采污水時(shí)氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵的分離時(shí)間為3-30分鐘。
[0016]本發(fā)明所述的氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵的制備方法及用途，該方法是基于四氧化三鐵表面易于和硅羥基結(jié)合，從而將氨乙基氨丙基修飾到四氧化三鐵顆粒表面，氨乙基氨丙基帶有兩個(gè)氨基功能基團(tuán)，故氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵表面在近中性條件下很大程度地將表現(xiàn)出較高正電荷特性，如易于與油田三采污水中的負(fù)電荷微乳油滴結(jié)合，實(shí)現(xiàn)分離凈化油田三采污水的作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明氨乙基氨丙基修飾的Fe3O4XRD圖，其中I為修飾前，2為修飾后，測試樣品為粉末；
[0018]圖2為本發(fā)明氨乙基氨丙基修飾的Fe3O4紅外光譜圖，其中I為修飾前，2為修飾后，測試樣品為KBr壓片法；
[0019]圖3為本發(fā)明氨乙基氨丙基修飾的Fe3O4粒度圖，其中氨乙基氨丙基修飾的Fe3O4分散于水中測試；
[0020]圖4為本發(fā)明氨乙基氨丙基修飾的表面Zeta電位圖，其中氨乙基氨丙基修飾的Fe3O4分散于水中測試；
[0021]圖5為本發(fā)明氨乙基氨丙基修飾的Zeta磁滯回線圖，其中氨乙基氨丙基修飾的Fe3O4樣品為粉末；
[0022]圖6為本發(fā)明氨乙基氨丙基修飾的Fe3O4使用劑量對模擬油水樣除油率的影響，其中使用劑量一I 為 0.067g/L，一?一2 為 0.108g/L，一▲一3 為 0.162g/L，一▼—4為0.216g/L，一?一 5為0.270g/L氨乙基氨丙基修飾的Fe3O4 ；
[0023]圖7為本發(fā)明氨乙基氨丙基修飾的Fe3O4使用劑量對克拉瑪依油田三采污水除油率的影響，其中使用劑量一_一1為1.08g/L,—.—2為1.35g/L,—A-3為1.89g/L，一▼— 4為2.16g/L,—?一5為2.70g/L氨乙基氨丙基修飾的Fe3O4 ；
[0024]圖8為本發(fā)明氨乙基氨丙基修飾的Fe3O4使用劑量對克拉瑪依油田三采污水出水含油量的影響圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0025]實(shí)施例1
[0026]a、按質(zhì)量比為1:1稱取4.7g FeCl3.6Η20和4.7gFeS04.7Η20在機(jī)械攪拌的條件下溶于去離子水中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下混合均勻，得到Fe2+和Fe3+的混合溶液，其中FeCl3.6Η20:水的質(zhì)量比為1:21 ;
[0027]b、將濃度為25%的濃氨水，體積為25mL加入步驟a的混合溶液中，并水浴加熱至溫度80°C，反應(yīng)時(shí)間I小時(shí)后，得到四氧化三鐵的混合溶液；
[0028]C、將步驟b混合溶液中加入4.935gN_i3 (氨乙基)_ Y -氨丙基三甲氧基硅烷，其中Ν-β (氨乙基)1-氨丙基三甲氧基硅烷:水的質(zhì)量比為1:20，保持I小時(shí)后，再經(jīng)自來水洗滌，即可得到氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵；
[0029]將獲得的氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵用于磁分離油田三采污水，氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵的使用劑量為0.04%，進(jìn)行永磁鐵的磁分離，分離時(shí)間為3分鐘，油田三采污水從不透明的渾濁溶液呈現(xiàn)出透明的澄清溶液。
[0030]實(shí)施例2
[0031]a、按質(zhì)量比為1:0.2稱取6.5g FeCl3.6H20和0.13gFeS04.7H20在機(jī)械攪拌的條件下溶于蒸餾水中，在氬氣保護(hù)下混合均勻，得到Fe2+和Fe3+的混合溶液，其中FeCl3.6Η20:水的質(zhì)量比為1:3 ;
[0032]b、將濃度為6%的氨水，體積為50mL加入步驟b的混合溶液中，并油浴加熱至溫度60°C，反應(yīng)0.5小時(shí)后，得到四氧化三鐵的混合溶液；
[0033]C、將步驟b的混合溶液中加入6.5gN- β (氨乙基)-Y -氨丙基三甲氧基硅烷，其中Ν-β (氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷:水的質(zhì)量比為1:3，保持時(shí)間I小時(shí)后，再經(jīng)蒸餾水洗滌，即可得到氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵；
[0034]將獲得的氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵用于磁分離油田三采污水，氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵的使用劑量為0.01%，進(jìn)行電磁場的磁分離后，分離時(shí)間為10分鐘，油田三采污水從不透明的渾濁溶液呈現(xiàn)出透明的澄清溶液。
[0035]實(shí)施例3
[0036]a、按質(zhì)量比為1:2稱取2.35g FeCl3.6H20和4.7gFeS04.7H20在機(jī)械攪拌的條件下溶于河水中，在He氣體保護(hù)下混合均勻，得到Fe2+和Fe3+的混合溶液，其中FeCl3.6Η20:水的質(zhì)量比為1:21 ;
[0037]b、將濃度為5%的氨水，體積為15mL加入步驟a的混合溶液中，并砂浴加熱至溫度60°C，反應(yīng)時(shí)間1.5小時(shí)后，得到四氧化三鐵的混合溶液；
[0038]C、將步驟b混合溶液中加入5gN_i3 (氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷，其中N- β (氨乙基)-Y -氨丙基三甲氧基硅烷:水的質(zhì)量比為1:10，保持時(shí)間2小時(shí)后，再經(jīng)去離子水洗滌，即可得到氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵；
[0039]將獲得的氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵用于磁分離油田三采污水，氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵的使用劑量為1.0%，進(jìn)行永磁鐵的磁分離，分離時(shí)間為20分鐘，油田三采污水從不透明的渾濁溶液呈現(xiàn)出透明的澄清溶液。
[0040]實(shí)施例4[0041]a、按質(zhì)量比為1:3稱取4.7g FeCl3.6Η20和14.3gFeS04.7Η20在機(jī)械攪拌的條件下溶于自來水中，在Ar氣體保護(hù)下混合均勻，得到Fe2+和Fe3+的混合溶液，其中FeCl3.6Η20:水的質(zhì)量比為1:5 ;
[0042]b、將濃度為10%的氨水，體積為20mL加入步驟a的混合溶液中，并空氣浴加熱至溫度70°C，反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)后，得到四氧化三鐵的混合溶液；
[0043]C、將步驟b混合溶液中加入1.57gN_i3 (氨乙基)_ Y _氨丙基三甲氧基硅燒，其中Ν-β (氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷:水的質(zhì)量比為1:15，保持時(shí)間2小時(shí)后，再經(jīng)河水洗滌，即可得到氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵；
[0044]將獲得的氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵用于磁分離油田三采污水，氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵的使用劑量為4%，進(jìn)行電磁場的磁分離，分離時(shí)間為30分鐘，油田三采污水從不透明的渾濁溶液呈現(xiàn)出透明的澄清溶液。
[0045]實(shí)施例5
[0046]a、按質(zhì)量比為1:4稱取4.7g FeCl3.6H20和18.8gFeS04.7H20在機(jī)械攪拌的條件下溶于去離子水中，在Ar氣體保護(hù)下混合均勻，得到Fe2+和Fe3+的混合溶液，其中FeCl3.6H20:水的質(zhì)量比為1:25 ；
[0047]b、將濃度為20%的氨水，體積為30mL加入步驟a的混合溶液中，并水浴加熱至溫度90°C，反應(yīng)時(shí)間2.5小時(shí)后，得到四氧化三鐵的混合溶液；
[0048]C、將步驟b混合 溶液中加入4.7gN_i3 (氨乙基)_ Y _氨丙基三甲氧基硅烷，其中Ν-β (氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷:水的質(zhì)量比為1:25，保持2小時(shí)后，再經(jīng)自來水洗滌，即可得到氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵；
[0049]將獲得的氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵用于磁分離油田三采污水，氨乙基氨丙基的納米四氧化三鐵的使用劑量為6.0%，進(jìn)行電磁場的磁分離，分離時(shí)間為3分鐘，油田三采污水從不透明的渾濁溶液呈現(xiàn)出透明的澄清溶液。
[0050]實(shí)施例6
[0051]a、按質(zhì)量比為1:5.1稱取4.7g FeCl3 WH2C^WAgFeSO4.7Η20在機(jī)械攪拌的條件下溶于去離子水中，在N2氣體保護(hù)下混合均勻，得到Fe2+和Fe3+的混合溶液，其中FeCl3.6Η20:水的質(zhì)量比為1:30 ；
[0052]b、將濃度為27%的氨水，體積為40mL加入步驟a的混合溶液中，并水浴加熱至溫度65°C，反應(yīng)時(shí)間1.5小時(shí)后，得到四氧化三鐵的混合溶液；
[0053]C、將步驟b混合溶液中加入0.68gN_i3 (氨乙基)_ Y -氨丙基三甲氧基硅烷，其中N- β (氨乙基)-Y -氨丙基三甲氧基硅烷:水的質(zhì)量比為1:35，保持1.5小時(shí)后，再經(jīng)蒸餾水洗滌，即可得到氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵；
[0054]將獲得的氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵用于磁分離油田三采污水，氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵的使用劑量為6.0%，進(jìn)行電磁場的磁分離，分離時(shí)間為10分鐘，油田三采污水從不透明的渾濁溶液呈現(xiàn)出透明的澄清溶液。
[0055]實(shí)施例7
[0056]a、按質(zhì)量比為1:1.5稱取4.7g FeCl3.6Η20和7.05gFeS04.7Η20在機(jī)械攪拌的條件下溶于蒸餾水中，在N2氣體保護(hù)下混合均勻，得到Fe2+和Fe3+的混合溶液，其中FeCl3.6Η20:水的質(zhì)量比為1:38 ；[0057]b、將濃度為26%的氨水，體積為50mL加入步驟a的混合溶液中，并加熱至溫度85°C，反應(yīng)時(shí)間2.5小時(shí)后，得到四氧化三鐵的混合溶液；
[0058]C、將步驟b混合溶液中加入4.7gN_ β (氛乙基)_ Y _氛丙基二甲氧基娃燒，其中Ν-β (氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷:水的質(zhì)量比為1:38，保持I小時(shí)后，再經(jīng)自來水洗滌，即可得到氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵；
[0059]將獲得的氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵用于磁分離油田三采污水，氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵的使用劑量為5.0%，進(jìn)行電磁場的磁分離，分離時(shí)間為20分鐘，油田三采污水從不透明的渾濁溶液呈現(xiàn)出透明的澄清溶液。
[0060]實(shí)施例8
[0061]a、按質(zhì)量比為 1:2.5 稱取 4.7g FeCl3.6H20 和 11.75gFeS04.7H20 在機(jī)械攪拌的條件下溶于自來水中，在N2氣體保護(hù)下混合均勻，得到Fe2+和Fe3+的混合溶液，其中FeCl3.6H20:水的質(zhì)量比為1:25 ；
[0062]b、將濃度為8%的氨水，體積為12mL加入步驟a的混合溶液中，并加熱至溫度65°C，反應(yīng)時(shí)間I小時(shí)后，得到四氧化三鐵的混合溶液；
[0063]C、將步驟b混合溶液中加入14.7gN_i3 (氨乙基)_ Y -氨丙基三甲氧基硅烷，其中Ν-β (氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷:水的質(zhì)量比為1:8，保持時(shí)間I小時(shí)后，再經(jīng)蒸餾水洗滌，即可得到氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵；
[0064]將獲得的氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵用于磁分離油田三采污水，氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵的使用劑量為7.0%，進(jìn)行電磁場的磁分離，分離時(shí)間為30分鐘，油田三采污水從不透明的渾濁溶液呈現(xiàn)出透明的澄清溶液。
[0065]實(shí)施例9
[0066]a、按質(zhì)量比為 1:3.5 稱取 4.7g FeCl3.6H20 和 16.45gFeS04.7H20 在機(jī)械攪拌的條件下溶于河水中，在N2碳?xì)怏w保護(hù)下混合均勻，得到Fe2+和Fe3+的混合溶液，其中FeCl3.6H20:水的質(zhì)量比為1:12 ;
[0067]b、將濃度為15%的氨水，體積為20mL加入步驟a的混合溶液中，并加熱至溫度75°C，反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)后，得到四氧化三鐵的混合溶液；
[0068]C、將步驟b混合溶液中加入2.82gN_i3 (氨乙基)_ Y -氨丙基三甲氧基硅烷，其中Ν-β (氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷:水的質(zhì)量比為1:20，保持時(shí)間1.5小時(shí)后，再經(jīng)去離子水洗滌，即可得到氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵；
[0069]將獲得的氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵用于磁分離油田三采污水，氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵的使用劑量為6.0%，進(jìn)行永磁鐵的磁分離，分離時(shí)間為15分鐘，油田三采污水從不透明的渾濁溶液呈現(xiàn)出透明的澄清溶液。
[0070]實(shí)施例10
[0071]a、按質(zhì)量比為 1:4.5 稱取 4.7g FeCl3.6H20 和 21.15gFeS04.7H20 在機(jī)械攪拌的條件下溶于去離子水中，在氮?dú)鈿怏w保護(hù)下混合均勻，得到Fe2+和Fe3+的混合溶液，其中FeCl3.6H20:水的質(zhì)量比為1:38 ；
[0072]b、將濃度為25%的氨水，體積為50mL加入步驟a的混合溶液中，并加熱至溫度85°C，反應(yīng)時(shí)間2.5小時(shí)后，得到四氧化三鐵的混合溶液；
[0073]C、將步驟b混合溶液中加入6gN-13 (氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷，其中N- β (氨乙基)-Y -氨丙基三甲氧基硅烷:水的質(zhì)量比為1:30，保持I小時(shí)后，再經(jīng)河水洗滌，即可得到氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵；
[0074]將獲得的N- β (氨乙基)-Y -氨丙基三甲氧基硅烷修飾的納米四氧化三鐵用于磁分離油田三采污水，Ν-β (氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷修飾的納米四氧化三鐵的使用劑量為8.0%，進(jìn)行電磁場分離，分離時(shí)間為15分鐘，油田三采污水從不透明的渾濁溶液呈現(xiàn)出透明的澄清溶液。
[0075]本發(fā)明所述的制備方法，先使用共沉淀法制備納米四氧化三鐵，在反應(yīng)后期加入N- β (氨乙基)-y_氨丙基二甲氧基硅烷，利用二甲氧基硅烷水解廣生的娃羥基和四氧化三鐵表面結(jié)合，使四氧化三鐵表面形成帶正電荷的氨基，進(jìn)而可以吸附結(jié)合三采污水中帶負(fù)電荷的微乳油等污染物，再利用磁分離技術(shù)達(dá)到分離三采污水中污染物的目的。圖1為氨乙基氨丙基修飾的Fe3O4和未修飾的Fe3O4的XRD圖，其衍射峰分別歸屬于Fe3O4面心立方(fee)尖晶石結(jié)構(gòu)的(220)，(311)，(400)，(422)，(511)和(440)晶面，兩者比較，峰形都較尖銳，說明晶化度較高，修飾前后各衍射峰完全一致，與Fe3O4標(biāo)準(zhǔn)XRD圖譜基本一致，其晶型修飾前后沒有改變，表明經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑的修飾未改變Fe3O4的晶型結(jié)構(gòu)，且屬于立方晶系;
[0076]圖2FT-1R檢測進(jìn)一步表明了氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵成功地形成了。通過本發(fā)明所述的方法獲得的氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵的紅外光譜可看出，兩種磁性納米顆粒在580CHT1附近都有特征吸收峰，對應(yīng)于Fe3O4粒子Fe-O的彎曲振動吸收峰。無修飾的Fe3O4粒子中由于納米粒子表面-OH的存在，在3380CHT1處出現(xiàn)一個(gè)吸收峰，對應(yīng)為Fe3O4表面的-OH伸縮振動；在1046CHT1附近的強(qiáng)吸收峰為S1-O-Si的非對稱伸縮振動峰；在氨乙基氨丙基修飾的Fe3O4的IR圖中，在3423CHT1出現(xiàn)的特征峰是-NH的伸縮振動，3380CHT1的-OH振動 峰消失及-NH振動峰出現(xiàn)，表明成功的將硅烷偶聯(lián)劑修飾在了Fe3O4的表面；
[0077]由粒度儀測得氨乙基氨丙基修飾的修飾的納米Fe3O4的粒徑為190nm(圖3)，由Zeta測得氨乙基氨丙基修飾Fe3O4的Zeta電位為+34mV (圖4)，未修飾的Fe3O4為+5.48mV,油酸修飾的Fe3O4為+1.66，油酸兩性咪唑啉共修飾修飾的Fe3O4為-7.73，氨乙基氨丙基修飾的Fe3O4的Zeta電位最高,而十二烷基甜菜堿制得的Fe3O4的Zeta電位最低為-21.3mV。試驗(yàn)表明，硅烷偶聯(lián)劑-Fe3O4對污水的除油率最高，十二烷基甜菜堿-Fe3O4對污水的除油率最低。這是因?yàn)槿挝鬯泻偷奈⑷橛蛶ж?fù)電荷-27.3mV，通過靜電吸附，帶負(fù)電荷的微乳油和帶正電荷的Fe3O4較好的結(jié)合，從而改善了油田三采污水處理效果。
[0078]由圖5可知，在磁化的過程中，隨著外加磁場強(qiáng)度的增大，氨乙基氨丙基修飾的Fe3O4的磁化強(qiáng)度(M)也隨之增大，但最終趨于飽和；表觀飽和磁化強(qiáng)度為72.8emu.g_S具有良好的磁性，氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵為黑色。從圖6中可以看出，氨乙基氨丙基修飾的Fe3O4對模擬污水的除油率可達(dá)95%，具有使用劑量小，分離快速(〈lOmin)的特點(diǎn)。從圖7中可看出隨著氨乙基氨丙基修飾的Fe3O4的加入量不斷的增加，氨乙基氨丙基修飾的Fe3O4對克拉瑪依三采污水的除油率也不斷的提高，當(dāng)使用劑量為2.70g/L除油率可達(dá)85%，出水含油量可達(dá)7.5mg/L(圖8)，達(dá)到國家回注標(biāo)準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種氨乙基氨丙基修飾的四氧化三鐵的制備方法，其特征在于按下列步驟進(jìn)行: a、稱取FeCl3.6H20和FeSO4.7H20在機(jī)械攪拌下溶于水中，在非氧化性氣體N2、Ar、He保護(hù)下混合均勻，得到Fe2+和Fe3+的混合溶液，其中FeCl3.6H20:FeSO4.7H20的質(zhì)量比為1:0.2-5.1，F(xiàn)eCl3.6H20:水的質(zhì)量比為 1:10-40 ； b、將氨水加入步驟a的混合溶液中，加熱至溫度60-90°C，反應(yīng)時(shí)間0.5-2.5小時(shí)后，得到納米四氧化三鐵的混合溶液，其中氨水的濃度為5%-27%，體積為9-40mL ； C、將步驟b的混合溶液中加入N-β (氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷，其中N-β (氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷:水的質(zhì)量比為1:10-40，保持0.5-2h后，再經(jīng)洗滌，即得到氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟a中所述的水為去離子水、蒸餾水、河水或自來水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟c所述的洗滌為自來水洗滌、河水、蒸餾水洗滌或去離子水洗滌。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法獲得的氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵在制備分離油田三采污水中的用途。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用途，其特征在于分離油田三采污水時(shí)氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵的使用劑量為0.01%-8%。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所 述的用途，其特征在于分離油田三采污水時(shí)氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵的使用方式為永磁鐵或電磁場分離。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用途，其特征在于分離油田三采污水時(shí)氨乙基氨丙基修飾的納米四氧化三鐵的分離時(shí)間為3-30分鐘。
【文檔編號】B01D17/022GK104014163SQ201410276643
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】李守柱, 朱雪鋒, 楊艷艷, 牛園園, 吳畏, 干為 申請人:中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所