[發明專利]一種納米零價鐵為引發劑處理典型重金屬、有機氯廢水方法

無效

• 申請號: 201010197587.1
• 申請日: 2010-06-11
• 公開（公告）號: CN102276045A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 沈同德;汪芳
• 申請（專利權）人: 南京宏德納米材料有限公司
• 主分類號: C02F1/70
• 分類號: C02F1/70;C02F1/36
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及環境化學，具體地說是一種利用納米零價鐵為引發劑處理含重金屬離子、有機氯、染料廢水的方法。?

背景技術

水污染與防治已經成為全球關注的嚴重問題。廢水中含有染料、氯代有機物、硝基化合物、重金屬離子等各種污染物。?

在水污染中，重金屬離子是其中較為嚴重的污染物，尤其是鉻。隨著工業的發展，鉻及其化合物作為冶金、電鍍、制革、油漆、顏料、印染、制藥等行業的重要原料，得到了廣泛的應用。與此同時，大量的含鉻粉塵、含鉻廢水和鉻渣也排入環境中，對大氣、水體、土壤造成了嚴重的污染。?

有機氯是水環境中一類不可忽視的污染物，如各種有機氯農藥及四氯乙烯、三氯乙烯等。其中，四氯乙烯是一種難降解氯代烯烴化合物，被廣泛用于干洗行業、金屬清潔等各個領域，代替了耗量大、易燃、去污能力較差的石油系溶劑。隨著四氯乙烯的大規模使用，大氣、地下水及土壤同時受到嚴重污染。?

以上這些有毒物質具有致畸、致癌、致突變的“三致”作用，對人類的生存環境是一種嚴重的威脅。能被微生物降解的物質一般毒性較低，且易處理，毒性大而又穩定性高的污染物往往很難被微生物降解，傳統的污水處理工藝對這些有機物的降解效率很低。因此，開發低成本、高效率的污水處理技術成為水污染與治理領域的熱點和重點。?

零價鐵近年來，國內外學者開始研究零價鐵材料還原去除水體中的重金屬污染的研究，并取得了一定的效果。近年來，零價鐵大量的被用于處理各種污水，染料廢水、氯代有機物、硝基化合物、重金屬離子。應用的零價鐵材料中，主要有鐵屑、鐵粉、納米鐵粉和海綿鐵。有些研究小組致力于提高零價鐵的活性，改進的方法包括與超聲波協同作用，雜化重金屬離子如鈀、鎳，用酸將零價鐵表面的鈍化層進行蝕刻等，研究表明，這些方法都在一定程度上提高了零價鐵的活性。然而，需要指出的是，超聲波的協同作用在實際工業化過程中會受到限制。納米零價鐵的活性與其制備工藝有密切關系，事實表明，未經鈍化的納米零價鐵會與水本身發生劇烈的氧化還原反應，無法有效的處理廢水；傳統方法制備的納米零價鐵表面存在大量的氧化物，使得反應效率大大降低。?

本發明利用納米零價鐵制成了引發劑，對目前存在的一些問題進行了的巧妙的改善。眾所周知，零價鐵處理廢水的主要機理是利用其還原能力，可將在金屬活動順序表中排于其后的金屬置換出來而沉積在鐵的表面，還可將氧化性較強的離子或化合物及某些有機物被還原。引發劑中納米零價鐵不僅活性提高了，而且引發劑中產生了其它一些具有還原能力的離子，使得納米零價鐵的活性大大提高了。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用納米零價鐵為引發劑處理含重金屬離子、有機氯廢水的方法。?

通過制備引發劑，利用引發劑中與廢水直接的化學還原、競爭反應等機理，使得納米零價鐵能夠快速?高效的去除污水，從而實現了本發明的目的。?

為實現上述目的，本發明采用的技術方案包括以下步驟：?

(1)取1-10mL的Cr(VI)或四氯乙烯或亞甲基藍初始溶液與納米零價鐵粉加入到預處理容器中，滴加0-1mL?H₂SO₄，H₂SO₄濃度為0.05-0.5mol/L，超聲。?

(2)將步驟(1)得到的含有納米零價鐵的引發劑加入到Cr(VI)或四氯乙烯或亞甲基藍溶液中，在水浴恒溫振蕩器內振蕩，其中溫度為15-25℃，振蕩速度為100-150r/min，振蕩方式為回環式振蕩。反應一定時間，實現對各種廢水的處理。?

步驟(1)所述納米級零價鐵，為本公司自制產品，納米零價鐵表面覆有鈍化層。純度98％，粒徑為100-250nm，比表面積為3-7m2/g。?

步驟(1)所述納米零價鐵的添加量占廢水處理量的比例為1/100-1/2000，優選范圍為1/400-1/1000。?

步驟(1)所述超聲溫度為15-25℃，功率為100W-160W，超聲時間為2-15min。?

本發明利用引發劑制備過程中，酸去除表面鈍化層作用、超聲的清洗、化學作用、初始溶液競爭作用等多種作用協同作用下，提高納米零價鐵去除廢水的活性。本發明主要優點有：?

1.實用性強。該發明可處理多種廢水，如重金屬離子、有機氯、染料等。?

2.處理效果好。比一般的納米零價鐵處理廢水的方法提高了幾倍甚至是幾十倍。?

3.處理速率快。幾乎在前30min內就將廢水處理達到平衡。?