本發(fā)明屬于天然生物材料與合成納米材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是牡蠣殼粉表面負(fù)載不同粒徑α-Fe2O3納米復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)：

牡蠣殼是沿海一些地區(qū)常常被隨意丟棄的一種貝殼，其化學(xué)成分主要是碳酸鈣（占?xì)た傊亓康?5%以上）和蛋白質(zhì)（占?xì)た傊亓康?%-5%），此外還有一些微量元素和多糖等。牡蠣殼在醫(yī)學(xué)、食品、涂料、肥料等方面具有重要的用途。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年被丟棄的牡蠣殼至少在1億噸以上，這些被隨意丟棄的的貝殼由于其含有機(jī)物，在長(zhǎng)期的堆放過程中，腐敗發(fā)臭，不僅對(duì)環(huán)境造成危害，而且占用了大量的土地資源。如何正確處理這些廢棄的牡蠣殼，并將其變廢為寶是一個(gè)亟須解決的問題。

α-Fe₂O₃納米粒子具有n型半導(dǎo)體特性，其帶隙寬度為2.2 ev，在可見光區(qū)具有很強(qiáng)的吸收。因此其在磁記錄材料、電子材料、催化劑和水處理、電池材料等方面具有廣泛的用途。

目前制備α-Fe₂O₃納米粒子的方法有很多，主要包括：固相法、液相法、氣相法、空氣氧化法、溶膠-凝膠法。其中固相法得到的產(chǎn)品純度不夠高，產(chǎn)率又比較低，還有一些副產(chǎn)品等缺點(diǎn)。液相法主要是化學(xué)沉淀法，其化學(xué)反應(yīng)速度太快，所得到的沉淀物往往含有大量的結(jié)合水，在干燥過程中易引起顆粒團(tuán)聚。氣相法一般采用激光加熱法，該方法得到的納米顆粒沒有很好形狀，且容易得到別的晶型Fe₂O₃納米材料?？諝庋趸ㄒ獓?yán)格控制空氣流量，pH值和通氣時(shí)間，這些條件都會(huì)影響生成的Fe₂O₃含量和晶型。溶膠-凝膠法由于工藝復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

考慮到以上這些情況的缺陷，本發(fā)明采用天然生物材料牡蠣殼作為模板，F(xiàn)eCl₃?6H₂O作為原料，通過水熱法合成粒徑可控的貝殼粉-Fe₂O₃納米復(fù)合材料，該合成方法工藝簡(jiǎn)單，便于操作，且不需要添加任何化學(xué)助劑和調(diào)試溶液的pH，遂有本案發(fā)生。

一種牡蠣殼粉表面負(fù)載不同粒徑α-Fe₂O₃納米復(fù)合材料的制備方法，采用下面步驟：

（1）將海邊或水產(chǎn)市場(chǎng)收集回來的牡蠣殼，用自來水清洗干凈，然后放在烘箱中進(jìn)行干燥，最后研磨成粉狀，過篩；

（2）同時(shí)在室溫條件下配制不同摩爾濃度的FeCl₃溶液；

（3）將步驟（2）得到的不同的濃度的FeCl₃溶液加入步驟（1）中一定量的牡蠣殼粉中，攪拌混合得到淡黃色的混合液；

（4）將步驟（3）得到的淡黃色溶液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，升溫反應(yīng)；

（5）將步驟（4）升溫反應(yīng)后，得到的混合物冷卻到室溫，然后將上清液倒掉，將剩下的產(chǎn)物進(jìn)行洗滌、烘干。

進(jìn)一步地，步驟1中過篩用100-300目的篩子。

進(jìn)一步地，步驟2中FeCl₃的濃度在0.01~0.5 mol/L。

進(jìn)一步地，步驟3中攪拌、混合時(shí)間為1~6 h。

進(jìn)一步地，步驟4中升溫反應(yīng)是在密閉條件下反應(yīng)，升溫到160-220度，反應(yīng)時(shí)間為8~24 h。

進(jìn)一步地，步驟5中用去離子水洗滌混合溶液，洗滌3~5次。

進(jìn)一步地，步驟5中干燥溫度為30~60 ℃，干燥時(shí)間為8~10 h。

本發(fā)明的有益效果：

該方法操作簡(jiǎn)單，得到的成品產(chǎn)率比較高，粒徑大小易于控制，不僅能將廢棄的牡蠣殼重新回收利用，有效地解決海邊環(huán)境污染問題，而且所得產(chǎn)品在催化、水處理、涂料、橡膠、塑料、造紙、醫(yī)藥和食品等行業(yè)具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1中所制備的牡蠣殼粉負(fù)載α-Fe₂O₃納米顆粒的低倍掃描電鏡圖片。

圖2為實(shí)施例1中所制備的牡蠣殼粉負(fù)載α-Fe₂O₃納米顆粒的高倍掃描電鏡圖片。

圖3為實(shí)施例2中所制備的牡蠣殼粉負(fù)載α-Fe₂O₃納米顆粒的低倍掃描電鏡圖片。

圖4為實(shí)施例2中所制備的牡蠣殼粉負(fù)載α-Fe₂O₃納米顆粒的高倍掃描電鏡圖片。

圖5為實(shí)施例3中所制備的牡蠣殼粉負(fù)載α-Fe₂O₃納米顆粒的低倍掃描電鏡圖片。

圖6為實(shí)施例3中所制備的牡蠣殼粉負(fù)載α-Fe₂O₃納米顆粒的高倍掃描電鏡圖片。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

將40 ml濃度為0.01 mol/L FeCl₃?6H₂O溶液和0.5 g牡蠣殼粉放入到容量為50 ml的聚四氟乙烯襯套中，加入攪拌子，放在磁力攪拌器上，攪拌混合兩個(gè)小時(shí)，然后將封閉好的聚四氟乙烯襯套放入反應(yīng)釜中, 并將其置于烘箱中160℃反應(yīng)10小時(shí)，自然冷卻到室溫后，過濾、洗滌、干燥。得到牡蠣殼粉表面負(fù)載粒徑約為 20 nm的α-Fe₂O₃納米顆粒。

實(shí)施例2：

將40 ml濃度為0.05 mol/L FeCl₃?6H₂O溶液和0.5 g牡蠣殼粉放入到容量為50 ml的聚四氟乙烯襯套中，加入攪拌子，放在磁力攪拌器上，攪拌混合兩個(gè)小時(shí)，然后將封閉好的聚四氟乙烯襯套放入反應(yīng)釜中, 并將其置于烘箱中160℃反應(yīng)10小時(shí)，冷卻到室溫后，過濾、洗滌、干燥。得到牡蠣殼粉表面負(fù)載粒徑約為 50 nm 的α-Fe₂O₃納米顆粒。

實(shí)施例3：

將40 ml濃度為0.1 mol/L FeCl₃?6H₂O溶液和0.5 g牡蠣殼粉放入到容量為50 ml的聚四氟乙烯襯套中，加入攪拌子，放在磁力攪拌器上，攪拌混合兩個(gè)小時(shí)，然后將封閉好的聚四氟乙烯襯套放入反應(yīng)釜中, 并將其置于烘箱中160℃反應(yīng)10小時(shí)，冷卻到室溫后，過濾、洗滌、干燥。得到牡蠣殼粉表面負(fù)載粒徑約為2 μm左右的α-Fe₂O₃納米顆粒。