氯化胆碱-草酸低共熔溶剂处理含铁尘泥制备纳米氧化铁及动力学研究
2021-11-14曹雪辰周东杰姚海威居殿春
无机盐工业 2021年11期
曹雪辰,周东杰,姚海威,居殿春
(江苏科技大学张家港校区冶金与材料工程学院,江苏张家港215600)
钢铁冶金行业一直是中国基础设施建设的重要组成部分,在中国经济发展中发挥了重要作用,但是在钢铁冶金的生产过程中会排出大量的固体废弃物,冶炼尘泥是其中一种含铁量很高的固体废弃物,包括烧结粉尘、转炉粉尘、电炉粉尘等[1-3]。目前对含铁粉尘的附加值利用率很低,大部分以堆积或直接出售的方法进行处理,会造成资源浪费与环境污染。为积极响应国家环保政策,提高企业经济效益,钢铁企业需要对含铁尘泥进行更好的利用。
近年来,低共熔溶剂(Deep Eutectic Solvents,DES)开始进入人们的视野,这是ABBOTT等[4-6]发现的由氢键受体与氢键供体按照一定比例合成的一种新型绿色溶剂[7],由于其稳定性能优异[8-9]、挥发性低[10-11]、溶解能力强[12-13]、电导率高[14]等优点,在萃取提纯[15]、材料科学[16]、电化学[17]、化工[18]等领域引起深度关注并获得了优异的实验效果。低共熔溶剂原料廉价、制备简单、利用率高、污染小,是一种更为安全环保、经济实用的新型溶剂。
虽然低共熔溶剂具有诸多优点,但在进行处理金属氧化物时也存在一些问题:例如氢键受体如季铵盐在强碱和高温条件下,容易发生Hofmann消除反应生成副产物;由于在423 K时尿素会发生热分解,当氢键供体是尿素时,反应不能在高温环境下进行[19];氯化胆碱-尿素低共熔溶剂对氧化铁、氧化铝等金属氧化物基本不溶解。因此本文选取氯化胆碱-二水合草酸作为低共熔溶剂,通过选择性溶解特定离子胆碱溶液中的金属氧化物[20]来对含铁烟尘进行处理。……
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