[发明专利]含铬铝泥制备的Al2O3、Cr2O3复合纳米纤维或纳米片及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工废弃物综合应用领域，特别涉及一种用含铬铝泥制备的Al₂O₃、Cr₂O₃复合纳米纤维或纳米片及其制备方法。

背景技术

目前，冶金工业迅猛发展，在其带来巨大经济效益的同时也带来了各种冶金废渣大量排出和堆弃等造成的环境问题。因此，固体废渣的有效处理及其资源化利用对我国可持续发展具有重大意义。随着无钙焙烧技术在我国铬产品生产领域的推广，废弃的含铬铝泥量急剧增加，生产1吨铬产品产生干基含铬铝泥6000～7000吨，对环境造成很大污染和危害。现有处理含铬铝泥的方法主要是将Cr⁶⁺还原为Cr³⁺，并以相对毒性较低的含 Cr(OH)₃废渣形式堆存。此种方法不仅严重污染环境，占用土地，而且造成了巨大的资源浪费，不利于我国铬盐工业的可持续发展。

纳米材料因其粒径尺寸极小而表现出强烈的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应，进而在光、电、热力学和化学等领域得到广泛应用。作为一维、二维纳米材料的纳米纤维和纳米片具有纳米材料的特点，可以起到增强材料力学性能的作用。氧化铝和氧化铬具有耐高温、耐磨、耐腐蚀、化学性质稳定等优点，二者均是良好的耐火材料原料。采用铝泥为原料制备Al₂O₃、Cr₂O₃复合纳米纤维或纳米片，并以其为原料制备其他产品，可以改善产品的微观结构，进而改善其性能。这样，既可以解环境问题，又能够带来巨大的经济财富，达到经济效益与环境效益双赢。

发明内容

发明目的

本发明涉及一种用含铬铝泥制备的Al₂O₃、Cr₂O₃复合纳米纤维或纳米片及其制备方法，其目的是对含铬铝泥进行综合利用，使其资源化，在解决环境问题的同时创造二次财富。

技术方案

一种含铬铝泥制备Al₂O₃、Cr₂O₃复合纳米纤维或纳米片的方法，其特征在于：该方法步骤如下：

（1）酸溶铝泥

称取含铬铝泥，按固液比1:2~1:50加入1~12 mol/L的酸溶液，加热使其溶解，抽滤，除去不溶物，保留滤液，得含铬铝泥的酸溶液；

（2）除铁

向含铬铝泥的酸溶液中按体积比1:0.1~1:10加入萃取剂，室温搅拌2~ 60 min，静置，待溶液分层，除去油相，得除铁后的含铬铝泥酸溶液；

（3）还原

测定除铁后的含铬铝泥酸溶液中Cr⁶⁺的含量，按照所需还原剂理论量的1～1.5倍加入还原剂，搅拌反应10～60 min，将Cr⁶⁺还原为Cr³⁺；

（4）Al (OH)₃和Cr(OH)₃混合物的制备

用0.5~8 mol/L碱或碱性盐溶液调节还原处理后含铬铝泥酸溶液的pH为4~12.5，形成Al (OH)₃和Cr(OH)₃沉淀，静置0.5~24 h，抽滤，得Al (OH)₃和Cr(OH)₃的混合物；

（5）Al₂O₃、Cr₂O₃复合纳米纤维或纳米片前躯体的制备