DE19859687A1 - Production of nanoscale maghemite powder involves precipitation from solution of ferrous and ferric sulfates in oxygen-free deionized water with sodium hydroxide, washing, acidification, quantitative oxidation and dialysis - Google Patents
Production of nanoscale maghemite powder involves precipitation from solution of ferrous and ferric sulfates in oxygen-free deionized water with sodium hydroxide, washing, acidification, quantitative oxidation and dialysisInfo
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Abstract
Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung nanoskaliger, agglomeratfreier Maghämitsuspensionen.The invention relates to a method for producing nanoscale, agglomerate-free maghemite suspensions.
LWl J. Magn. Magn. Mater. 1149 (1995) 6 offenbart ein Herstellungsverfahren für nanoskalige Maghämitsuspensionen, bei dem aus einer Natriumcitrat enthaltenden sauren Lösung von Eisen(II)chlorid und Eisen(III)chlorid mit konzentrierter Ammoniaklösung Magnetit gefällt wird. Der Niederschlag wird durch Zentrifugation abgetrennt, mit Wasser gewaschen und mit Salpetersäure angesäuert. Nach erneuter Abtrennung der Magnetitpartikel werden diese mit Eisen(III)nitrat zu Maghämit oxidiert, erneut abgetrennt und in Wasser peptisiert.LWl J. Magn. Magn. Mater. 1149 (1995) 6 discloses a manufacturing method for nanoscale maghemite suspensions, in the one containing a sodium citrate acidic solution of iron (II) chloride and iron (III) chloride with concentrated Ammonia solution magnetite is precipitated. The precipitate is by centrifugation separated, washed with water and acidified with nitric acid. After renewed Separation of the magnetite particles turns them into maghemite with iron (III) nitrate oxidized, separated again and peptized in water.
Aus DE-OS 196 14 136 sind Suspensionen nanoskaliger, agglomeratfreier Eisenoxidteilchen mit einer mittleren Teilchengröße d50 von < 100 nm bekannt. Die Herstellung geht aus von Lösungen von Eisen(II)chlorid und Eisen(III)chlorid, die mit Natronlauge gefällt werden. Der Niederschlag wird nach Ansäuern mit Eisessig mit Wasserstoffperoxid oxidiert, mit einem Trialkoxysilan modifiziert, im Ultraschallbad deagglomeriert und durch Dialyse von gelösten Salzen befreit.DE-OS 196 14 136 discloses suspensions of nanoscale, agglomerate-free iron oxide particles with an average particle size d 50 of <100 nm. The production is based on solutions of iron (II) chloride and iron (III) chloride, which are precipitated with sodium hydroxide solution. After acidification with glacial acetic acid, the precipitate is oxidized with hydrogen peroxide, modified with a trialkoxysilane, deagglomerated in an ultrasonic bath and freed from dissolved salts by dialysis.
Es wurde nun ein alternatives Verfahren zur Herstellung nanoskaliger, agglomeratfreier Maghämitsuspensionen gefunden, das im großtechnischen Maßstab deutlich kostengünstiger durchführbar ist.An alternative method for producing nanoscale, agglomerate-free maghemite suspensions found on an industrial scale is significantly less expensive to carry out.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung nanoskaliger,
nicht agglomerierter Maghämitsuspensionen, bei dem
The invention thus relates to a method for producing nanoscale, non-agglomerated maghemite suspensions, in which
- a) eine Lösung von FeSO4 und Fe2(SO4)3 in deionisiertem, von Sauerstoff befreitem Wasser hergestellt wird, wobei die Gesamtkonzentration an Eisenionen in der Lösung 0,1 bis 1,1 mol/l und das Molverhältnis Fe2+ : Fe3+ in der Lösung etwa 1 : 2 betragen,a) a solution of FeSO 4 and Fe 2 (SO 4 ) 3 is prepared in deionized, deoxygenated water, the total concentration of iron ions in the solution being 0.1 to 1.1 mol / l and the molar ratio Fe 2+ : Fe 3+ in the solution is approximately 1: 2,
- b) der Lösung so viel NaOH-Lösung zugegeben wird, daß das Molverhältnis von NaOH zur Gesamtmenge an Eisenionen 2,7 bis 3 beträgt,b) so much NaOH solution is added to the solution that the molar ratio of NaOH to the total amount of iron ions is 2.7 to 3,
- c) der gebildete Niederschlag mit deionisiertem Wasser gewaschen wird, c) the precipitate formed is washed with deionized water,
- d) der pH-Wert des Niederschlags durch Zugabe von Säure auf 0,5 bis 3 eingestellt wird,d) the pH of the precipitate by adding acid to 0.5 to 3 is set
- e) enthaltenes Fe2+ durch Oxidation mit Luft bei einer Temperatur von 60 bis 100°C quantitativ in Fe3+ umgewandelt wird,e) the Fe 2+ contained is converted quantitatively into Fe 3+ by oxidation with air at a temperature of 60 to 100 ° C,
- f) der Niederschlag abgetrennt, mit Wasser aufgenommen und durch Dialyse von enthaltenen Salzen befreit wird.f) the precipitate is separated off, taken up in water and by dialysis is freed from contained salts.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß die Reinheit der Ausgangschemikalien unkritisch ist. So können Edukte von technischer Qualität eingesetzt werden oder sogar Abfallsalze, beispielsweise aus Grünsalz aus Stahlbeizereien. Vor dem Einsatz im erfindungsgemäßen Verfahren wird der Gehalt an Fe2+ und Fe3+ in den Edukten analysiert, da FeSO4 immer durch Oxidation an Luft entstandenes Fe3+ enthält und Fe2(SO4)3 Spuren an Fe2+ enthalten kann. Die Bestimmung des Fe2+-Gehaltes kann beispielsweise photometrisch erfolgen.The process according to the invention has the advantage that the purity of the starting chemicals is not critical. For example, educts of technical quality can be used or even waste salts, for example from green salt from steel pickling plants. Before use in the process according to the invention, the content of Fe 2+ and Fe 3+ in the starting materials is analyzed, since FeSO 4 always contains Fe 3+ formed by oxidation in air and Fe 2 (SO 4 ) can contain 3 traces of Fe 2+ . The Fe 2+ content can be determined, for example, photometrically.
Das im Verfahren verwendete deionisierte Wasser muß zunächst von gelöstem Sauerstoff befreit werden, da dieser sonst im Verfahren zu einer unerwünschten Verschiebung des Molverhältnisses Fe2+ : Fe3+ führen würde. Die Entfernung des Sauerstoffs erfolgt beispielsweise durch Durchleiten von Inertgas, beispielsweise Stickstoff. Zur Unterstützung der Verdrängung des Sauerstoffs kann zusätzlich gerührt werden.The deionized water used in the process must first be freed of dissolved oxygen, since this would otherwise lead to an undesirable shift in the Fe 2+ : Fe 3+ molar ratio in the process. The oxygen is removed, for example, by passing inert gas, for example nitrogen. To support the displacement of oxygen, stirring can also be carried out.
Mit dem von Sauerstoff befreiten deionisierten Wasser wird eine Lösung der Edukte hergestellt. Die Lösung enthält bevorzugt eine Gesamtkonzentration an Eisenionen von 0,1 bis 1,1 mol/l, bevorzugt 0,7 bis 1,0 mol/l. Es ist darauf zu achten, daß das Molverhältnis Fe2+ : Fe3+ in der Lösung etwa 1 : 2 beträgt. Die Abweichung von diesem Verhältnis sollte nicht mehr als 2%, bevorzugt weniger als 1% betragen.A solution of the starting materials is prepared with the deionized water, which has been freed from oxygen. The solution preferably contains a total concentration of iron ions of 0.1 to 1.1 mol / l, preferably 0.7 to 1.0 mol / l. Care should be taken that the molar ratio Fe 2+ : Fe 3+ in the solution is approximately 1: 2. The deviation from this ratio should not be more than 2%, preferably less than 1%.
In der Lösung wird anschließend so viel NaOH-Lösung zugegeben, daß das Mol verhältnis von NaOH zur Gesamtmenge an Eisenionen 2,7 bis 3, bevorzugt 2,9 bis 2,95 beträgt. Vorzugsweise wird die erforderliche Menge an NaOH unter intensivem Rühren schnell zugegeben. Allgemein ist darauf zu achten, daß die Basenkonzentration in der Lösung stets möglichst homogen ist. Durch die Zugabe der NaOH-Lösung wird in der Lösung ein pH-Wert von 9 bis 13, bevorzugt 10 bis 12,5 eingestellt. Übersteigt der pH-Wert 13, so wird Agglomeratbildung im Endprodukt beobachtet. Die Zugabe der NaOH-Lösung erfolgt vorzugsweise bei Temperaturen von 20 bis 80°C.So much NaOH solution is then added in the solution that the mol ratio of NaOH to the total amount of iron ions 2.7 to 3, preferably 2.9 to Is 2.95. Preferably, the amount of NaOH required is intense Stir quickly added. In general it must be ensured that the Base concentration in the solution is always as homogeneous as possible. By the encore the NaOH solution has a pH of 9 to 13, preferably 10 to 12.5 set. If the pH exceeds 13, agglomerate formation in the End product observed. The NaOH solution is preferably added at Temperatures from 20 to 80 ° C.
Den gebildeten Niederschlag läßt man anschließend sedimentieren und saugt die überstehende Lösung ab. Alternativ läßt sich der Niederschlag auch durch Filtration abtrennen. Anschließend wird der Niederschlag mehrfach mit deionisiertem Wasser gewaschen, bevorzugt so lange, bis die Leitfähigkeit des Waschwassers kleiner ist als 1000 µS/cm. Dabei wird besonders bevorzugt so gearbeitet, daß die Leitfähigkeit der Lösung nicht unter 300 µS/cm sinkt, da sonst der Niederschlag nicht mehr oder nur noch sehr langsam sedimentiert. In einer anderen Variante des Verfahrens wird der Niederschlag durch Säurezugabe neutralisiert, bis der isoelektrische Punkt erreicht ist. Anschließend kann auch bis zu niedrigeren Leitfähigkeiten gewaschen werden, ohne daß die Sedimentation des Niederschlags beeinträchtigt wird.The precipitate formed is then allowed to sediment and the protruding solution. Alternatively, the precipitate can also be filtered split off. The precipitate is then washed several times with deionized water washed, preferably until the conductivity of the wash water is less than 1000 µS / cm. It is particularly preferred to work so that the conductivity of the Solution does not drop below 300 µS / cm, otherwise the precipitation will no longer or only sedimented very slowly. In another variant of the method, the Precipitate neutralized by adding acid until the isoelectric point was reached is. You can then wash down to lower conductivities, without the sedimentation of the precipitation being impaired.
Der gewaschene Niederschlag wird angesäuert, bis ein pH von 0,5 bis 3, bevorzugt von 1 bis 2 erreicht ist. Zum Ansäuern können Salpetersäure oder Essigsäure verwendet werden, Salzsäure und Schwefelsäure haben sich als ungeeignet erwiesen. Man isoliert den Niederschlag durch Sedimentation und Absaugen des Überstands. Alternativ kann der Niederschlag durch Filtration isoliert und anschließend durch Zugabe von Wasser wieder aufgeschlämmt werden.The washed precipitate is acidified until a pH of 0.5 to 3 is preferred from 1 to 2 is reached. For acidification, nitric acid or acetic acid hydrochloric acid and sulfuric acid have been found to be unsuitable. The precipitate is isolated by sedimentation and suction removal of the supernatant. Alternatively, the precipitate can be isolated by filtration and then by Adding water to be slurried again.
Anschließend werden die Eisenoxidpartikel mit Luft oxidiert. Die Oxidation muß in saurem Medium durchgeführt werden, da sonst Agglomeratbildung auftritt. Die Oxidation wird bei einer Temperatur von 60 bis 100°C, bevorzugt 70 bis 95°C durchgeführt. Zur Verfolgung des Reaktionsfortschritts werden periodisch Proben entnommen und auf ihren Gehalt an Fe2+ überprüft. Die Oxidation ist abgeschlossen, wenn kein Fe2+ mehr vorhanden ist.The iron oxide particles are then oxidized with air. The oxidation must be carried out in an acidic medium, otherwise agglomerate formation will occur. The oxidation is carried out at a temperature of 60 to 100 ° C, preferably 70 to 95 ° C. To monitor the progress of the reaction, samples are taken periodically and checked for their Fe 2+ content. The oxidation is complete when Fe 2+ is no longer present.
Nach erneuter Sedimentation wird der Niederschlag abgetrennt, beispielsweise durch Zentrifugation oder Filtration. Der Niederschlag weist typischerweise eine Leitfähigkeit im Bereich < 100 mS/cm auf. After renewed sedimentation, the precipitate is separated off, for example by Centrifugation or filtration. The rainfall typically has one Conductivity in the range <100 mS / cm.
Die noch im Produkt enthaltenen Salze werden durch Dialyse entfernt. Dabei wird in der Regel dialysiert, bis eine Leitfähigkeit < 100 µS/cm, bevorzugt < 20µS/cm erreicht ist. Durch die Entfernung der gelöster Salze erreicht man eine deutliche Stabilisierung der Suspensionen. Diese können über mehrere Monate gelagert werden, ohne daß sich ein Bodensatz bildet.The salts still contained in the product are removed by dialysis. Thereby in usually dialyzed until a conductivity <100 µS / cm, preferably <20µS / cm is reached. By removing the dissolved salts, a clear one is achieved Stabilization of the suspensions. These can be stored for several months be without a sediment.
Optional kann nach der Dialyse noch eine zusätzliche Desintegration mit Ultraschall durchgeführt werden, um die Verteilung der Maghämitteilchen in der Suspension zu unterstützen.Optionally, additional disintegration with ultrasound can be performed after dialysis be carried out to distribute the maghemite particles in the suspension support.
Man erhält Maghämitsuspensionen mit einer Primärteilchengröße im Bereich von 10 nm, einem mittleren Partikeldurchmesser d50 von etwa 20 nm und d90 von etwa 30 nm. Typischerweise haben die erhaltenen Suspensionen Feststoffgehalte von 2 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 4 bis 6 Gew.-%.Maghemite suspensions are obtained with a primary particle size in the range of 10 nm, an average particle diameter d 50 of approximately 20 nm and d 90 of approximately 30 nm. Typically, the suspensions obtained have solids contents of 2 to 10% by weight, preferably 4 to 6% by weight. -%.
Der Gehalt an Fe2+ wurde photometrisch durch Komplexbildung mit Phenanthrolin bestimmt.The Fe 2+ content was determined photometrically by complex formation with phenanthroline.
Die Bestimmung der Teilchengrößenverteilung der Suspensionen erfolgte mittels Laserlichtrückstreuung mit einem Ultrafine Particle Analyzer der Grimm Labortechnik GmbH & Co. KG, D-83404 Ainring.The particle size distribution of the suspensions was determined using Laser backscattering with an Ultrafine Particle Analyzer from Grimm Labortechnik GmbH & Co. KG, D-83404 Ainring.
FeSO4 wurde als Grünsalz aus Stahlbeizereien eingesetzt, Fe2(SO4)3 in technischer Qualität. 7,6 l deionisiertes Wasser werden im 10-l-Planschliffgefäß mit Heizmantel und KPG-Rührer unter Rühren (500 min-1) mittels Durchleiten von Stickstoff (100 l/h, 1 h) von gelöstem Sauerstoff befreit. In dem stickstoffgespülten Wasser wird eine Lösung von FeSO4 und Fe2(SO4)3 mit einer Gesamtkonzentration an Eisenionen von 0,17 mol/l und einem Molverhältnis Fe2+ : Fe3+ = 1 : 2 hergestellt. Unter Rühren (1000 mm-1) wird bei Raumtemperatur innerhalb von 10 Sekunden so viel NaOH- Lösung (300 g/l NaOH) hinzugegeben, daß das Molverhältnis NaOH/Fe = 2,925 beträgt, und der pH-Wert bei 12,0 liegt. Nach Abschalten des Rührers sedimentiert der Niederschlag (Dauer etwa 1 Stunde). Die überstehende klare Lösung wird mit einer Schlauchpumpe abgesaugt. Der Niederschlag wird nun mit Wasser gewaschen, dabei wird er unter Rühren (500 min-1, 1 min lang) suspendiert und sedimentiert anschließend (Dauer ca. 1 Stunde). Das überstehende Waschwasser wird anschlies send abgepumpt. Dieser Waschvorgang wird insgesamt viermal durchgeführt. Nach dem letzten Waschschritt hat sich ein pH von 9,0 und eine Leitfähigkeit von 700 µS/cm eingestellt. Der gewaschene Niederschlag wird bei Raumtemperatur durch zehnminutiges Rühren (500 min-1) mit 1040 ml 2m HNO3 (hergestellt aus 145,7 ml 65%iger NO3 und 894,3 ml deionisiertem Wasser) angesäuert. Nach Abschalten des Rührers sedimentiert der Niederschlag (Dauer 30 Minuten) und die überstehende Lösung (pH 0,8) wird abgepumpt. Zur quantitativen Oxidation des Fe2+ wird der angesäuerte Niederschlag 1 Stunde lang bei einer Rührgeschwindigkeit von 500 min-1 und einer Temperatur von 90°C mit Luft begast (100 l/h). Während dieses Vorgangs ändert sich die Farbe des Niederschlags von schwarz nach braun. Nach erneuter Sedimentation (Dauer 1 Stunde) wird der Niederschlag abzentrifugiert und in einem Dialyseschlauch (Durchmesser 50 mm, Porengröße 2,5-3,0 nm, Nadir®, Fa. Roth) unter kontinuierlichem Durchfluß von 4 l/h deionisiertem Wasser dialysiert, bis die Leitfähigkeit des Schlauchinhalts weniger als 100 µS/cm beträgt. Während der Dialyse löst sich der Bodensatz zunehmend auf, bis schließlich das gesamte Produkt suspendiert ist. Das Produkt weist folgende Verteilung der Partikelgrößen auf (Anzahlverteilung): d10 = 10,0 nm, d50 = 11,8 nm, d90 = 15,1 nm.FeSO 4 was used as green salt from steel pickling plants, Fe 2 (SO 4 ) 3 in technical quality. 7.6 l of deionized water are freed from dissolved oxygen in a 10 l flat ground vessel with a heating jacket and KPG stirrer while stirring (500 min -1 ) by passing nitrogen (100 l / h, 1 h). A solution of FeSO 4 and Fe 2 (SO 4 ) 3 with a total concentration of iron ions of 0.17 mol / l and a molar ratio Fe 2+ : Fe 3+ = 1: 2 is prepared in the nitrogen-flushed water. With stirring (1000 mm -1 ), enough NaOH solution (300 g / l NaOH) is added at room temperature within 10 seconds so that the molar ratio NaOH / Fe = 2.925 and the pH is 12.0. After the stirrer is switched off, the precipitate sediments (takes about 1 hour). The clear solution above is sucked off with a peristaltic pump. The precipitate is now washed with water, it is suspended with stirring (500 min -1 , 1 min) and then sedimented (duration approx. 1 hour). The excess wash water is then pumped out. This washing process is carried out four times in total. After the last washing step, a pH of 9.0 and a conductivity of 700 µS / cm was established. The washed precipitate is acidified at room temperature by stirring for 10 minutes (500 min -1 ) with 1040 ml 2m HNO 3 (made from 145.7 ml 65% NO 3 and 894.3 ml deionized water). After switching off the stirrer, the precipitate sediments (duration 30 minutes) and the supernatant solution (pH 0.8) is pumped off. For the quantitative oxidation of Fe 2+ , the acidified precipitate is gassed with air for 1 hour at a stirring speed of 500 min -1 and a temperature of 90 ° C (100 l / h). During this process, the color of the precipitation changes from black to brown. After renewed sedimentation (duration 1 hour), the precipitate is centrifuged off and dialyzed in a dialysis tube (diameter 50 mm, pore size 2.5-3.0 nm, Nadir®, Roth) with a continuous flow of 4 l / h of deionized water, until the conductivity of the hose content is less than 100 µS / cm. The sediment dissolves increasingly during dialysis until the entire product is finally suspended. The product has the following distribution of particle sizes (number distribution): d 10 = 10.0 nm, d 50 = 11.8 nm, d 90 = 15.1 nm.
FeSO4 wurde als Grünsalz aus Stahlbeizereien eingesetzt, Fe2(SO4)3 in technischer Qualität. In 380 ml deionisiertem und von gelöstem Sauerstoff befreitem Wasser wird eine Lösung von FeSO4 und Fe2(SO4)3 mit einer Gesamtkonzentration an Eisenionen von 0,95 mol/l und einem Molverhältnis Fe2+ : Fe3+ = 1 : 2 hergestellt. Unter Rühren (1000 min-1) werden bei Raumtemperatur innerhalb von 10 Sekunden 32 ml NaOH-Lösung (300 g/l NaOH) hinzugegeben, es stellt sich ein pH-Wert von 12,0 ein. Nach Abschalten des Rührers sedimentiert der Niederschlag (Dauer etwa 1 Stunde). Die überstehende klare Lösung wird mit einer Schlauchpumpe abgesaugt. Der Niederschlag wird nun mit viermal mit je 300 ml deionisiertem Wasser gewaschen, nach dem letzten Waschschritt hat sich ein pH von 9,0 und eine Leitfähigkeit von 460 µS/cm eingestellt. Der gewaschene Niederschlag wird bei Raumtemperatur durch zehnminutiges Rühren (500 min-1) mit 52 ml 2 m HNO3 angesäuert. Nach Abschalten des Rührers sedimentiert der Niederschlag (Dauer 30 Minuten) und die überstehende Lösung (pH 0,65) wird abgepumpt. Zur quantitativen Oxidation des Fe2+ wird der angesäuerte Niederschlag 1 Stunde lang bei einer Rührgeschwindigkeit von 500 min-1 und einer Temperatur von 90°C mit Luft begast (100 l/h). Während dieses Vorgangs ändert sich die Farbe des Niederschlags von schwarz nach braun. Nach erneuter Sedimentation (Dauer 1 Stunde) wird der Niederschlag abzentrifugiert und in einem Dialyseschlauch (Durchmesser 50 mm, Porengröße 2,5-3,0 nm, Nadir®, Fa. Roth) unter kontinuierlichem Durchfluß von 4 l/h deionisiertem Wasser 24 Stunden lang dialysiert. Die Leitfähigkeit des Schlauchinhalts beträgt anschließend 220 µS/cm. Während der Dialyse löst sich der Bodensatz zunehmend auf, bis schließlich das gesamte Produkt suspendiert ist. Das Produkt weist folgende Verteilung der Partikelgrößen auf (Anzahlverteilung): d10 = 11,7 nm, d50 = 14,0 nm, d90 = 18,0 nm.FeSO 4 was used as green salt from steel pickling plants, Fe 2 (SO 4 ) 3 in technical quality. A solution of FeSO 4 and Fe2 (SO 4 ) 3 with a total concentration of iron ions of 0.95 mol / l and a molar ratio of Fe 2+ : Fe 3+ = 1: 2 is prepared in 380 ml of deionized and deoxygenated water . With stirring (1000 min -1 ), 32 ml of NaOH solution (300 g / l NaOH) are added at room temperature within 10 seconds, a pH of 12.0 is established. After the stirrer is switched off, the precipitate sediments (takes about 1 hour). The clear solution above is sucked off with a peristaltic pump. The precipitate is now washed four times with 300 ml of deionized water, after the last washing step a pH of 9.0 and a conductivity of 460 µS / cm have been established. The washed precipitate is acidified at room temperature by stirring for ten minutes (500 min -1 ) with 52 ml of 2 m HNO 3 . After switching off the stirrer, the precipitate sediments (duration 30 minutes) and the supernatant solution (pH 0.65) is pumped off. For the quantitative oxidation of Fe 2+ , the acidified precipitate is gassed with air for 1 hour at a stirring speed of 500 min -1 and a temperature of 90 ° C (100 l / h). During this process, the color of the precipitation changes from black to brown. After renewed sedimentation (duration 1 hour), the precipitate is centrifuged off and in a dialysis tube (diameter 50 mm, pore size 2.5-3.0 nm, Nadir®, from Roth) with a continuous flow of 4 l / h of deionized water for 24 hours long dialyzed. The conductivity of the hose content is then 220 µS / cm. The sediment dissolves increasingly during dialysis until the entire product is finally suspended. The product has the following distribution of particle sizes (number distribution): d 10 = 11.7 nm, d 50 = 14.0 nm, d 90 = 18.0 nm.
Claims (1)
- a) eine Lösung von FeSO4 und Fe2(SO4)3 in deionisiertem, von Sauerstoff befreitem Wasser hergestellt wird, wobei die Gesamtkonzentration an Eisenionen in der Lösung 0,1 bis 1,1 mol/l und das Molverhältnis Fe2+ : Fe3+ in der Lösung etwa 1 : 2 betragen,
- b) der Lösung so viel NaOH-Lösung zugegeben wird, daß das Molverhältnis von NaOH zur Gesamtmenge an Eisenionen 2, 7 bis 3 beträgt,
- c) der gebildete Niederschlag mit deionisiertem Wasser gewaschen wird,
- d) der pH-Wert des Niederschlags durch Zugabe von Säure auf 0,5 bis 3 eingestellt wird,
- e) enthaltenes Fe2+ durch Oxidation mit Luft bei einer Temperatur von 60 bis 100°C quantitativ in Fe3+ umgewandelt wird,
- f) der Niederschlag abgetrennt, mit Wasser aufgenommen und durch Dialyse von enthaltenen Salzen befreit wird.
- a) a solution of FeSO 4 and Fe 2 (SO 4 ) 3 is prepared in deionized, deoxygenated water, the total concentration of iron ions in the solution being 0.1 to 1.1 mol / l and the molar ratio Fe 2+ : Fe 3+ in the solution is approximately 1: 2,
- b) so much NaOH solution is added to the solution that the molar ratio of NaOH to the total amount of iron ions is 2.7 to 3,
- c) the precipitate formed is washed with deionized water,
- d) the pH of the precipitate is adjusted to 0.5 to 3 by adding acid,
- e) the Fe 2+ contained is converted quantitatively into Fe 3+ by oxidation with air at a temperature of 60 to 100 ° C,
- f) the precipitate is separated off, taken up in water and freed from the salts present by dialysis.
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| DE (1) | DE19859687A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004040593A1 (en) * | 2002-10-30 | 2004-05-13 | Council Of Scientific And Industrial Research | Process for preparing nanosized acicular magnetic maghemite phase iron oxide particles |
| WO2006001018A2 (en) * | 2004-06-27 | 2006-01-05 | Joma Chemical As | A method for producing iron oxide nano particles |
| EP2546199A1 (en) * | 2011-07-14 | 2013-01-16 | Université Catholique De Louvain | Solid iron oxide support for isolation of microorganisms |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19614136A1 (en) * | 1996-04-10 | 1997-10-16 | Inst Neue Mat Gemein Gmbh | Process for the production of agglomerate-free nanoscale iron oxide particles with a hydrolysis-resistant coating |
-
1998
- 1998-12-23 DE DE1998159687 patent/DE19859687A1/en not_active Ceased
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19614136A1 (en) * | 1996-04-10 | 1997-10-16 | Inst Neue Mat Gemein Gmbh | Process for the production of agglomerate-free nanoscale iron oxide particles with a hydrolysis-resistant coating |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004040593A1 (en) * | 2002-10-30 | 2004-05-13 | Council Of Scientific And Industrial Research | Process for preparing nanosized acicular magnetic maghemite phase iron oxide particles |
| WO2006001018A2 (en) * | 2004-06-27 | 2006-01-05 | Joma Chemical As | A method for producing iron oxide nano particles |
| WO2006001018A3 (en) * | 2004-06-27 | 2006-06-22 | Joma Chemical As | A method for producing iron oxide nano particles |
| JP2008504202A (en) * | 2004-06-27 | 2008-02-14 | ヨーマ・ケミカル・アー・エス | Method for producing iron oxide nanoparticles |
| EP2546199A1 (en) * | 2011-07-14 | 2013-01-16 | Université Catholique De Louvain | Solid iron oxide support for isolation of microorganisms |
| WO2013007838A1 (en) * | 2011-07-14 | 2013-01-17 | Universite Catholique De Louvain | Solid iron oxide support for isolation of microorganisms |
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