[發(fā)明專利]一種包埋型納米鐵小球及其制備和應(yīng)用

在審

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• 申請日: 2016-01-23
• 公開（公告）號: CN105688764A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金曉英;陳祖亮;黃超;林加獎
• 申請（專利權(quán)）人: 福建師范大學(xué)
• 主分類號: B01J13/02
• 分類號: B01J13/02;C02F1/40;C02F1/72;B22F9/24;B22F1/02
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及含油廢水的處理領(lǐng)域，特別是涉及一種包埋型納米鐵小球及其制備和應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著我國石油需求的穩(wěn)步增長，國內(nèi)石油開采量的不斷增加，在石油和油品的加工、提煉、儲存及運輸過程中產(chǎn)生了大量的含油廢水，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。據(jù)統(tǒng)計我國每年煉油達(dá)標(biāo)排放的廢水中含有60萬噸廢油，均排入土壤和江河。目前，含油廢水的處理方法主要有重力法、絮凝法、氣浮法、電化學(xué)法，存在處理成本高、沉降速度慢、絮凝劑殘留以及耗能高、占地面積大等問題；另外一種較常用的方法是生物法，采用微生物對廢水中的石油烴類降解，由于含油廢水中的有機物種類繁多，狀態(tài)復(fù)雜，處理效果并不好并且處理周期較長。這些處理方法穩(wěn)定性較差，即使達(dá)到一級排放標(biāo)準(zhǔn)出水中仍含有10mg/L左右的油類物質(zhì)，并不能很好解決廢油的污染問題，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足社會對美好健康環(huán)境的要求。

納米鐵因具有比表面積大、反應(yīng)活性高等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于去除地下水中的鹵代烴等污染物。納米鐵的制備方法主要有液相化學(xué)還原法，活性氫-熔融金屬反應(yīng)法，氣相化學(xué)還原法和氣相熱分解法等，在應(yīng)用過程中存在著成本高，二次污染和耗能等問題而導(dǎo)致無法大規(guī)模應(yīng)用。近年來，由于綠色合成納米金屬技術(shù)具有高的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和資源再利用等優(yōu)點，并且在納米技術(shù)領(lǐng)域已得到快速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)已開發(fā)了多種植物提取液合成納米鐵。

然而，將綠色合成納米鐵用于污染物處理時存在一些問題：1）納米鐵在空氣中易被氧化導(dǎo)致活性降低；2）納米鐵應(yīng)用于污染物處理后回收困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種包埋型納米鐵小球及其制備和應(yīng)用。本發(fā)明所制得的包埋型納米鐵小球在空氣中不易被氧化，活性高，而且重復(fù)利用率高，能深度處理含有廢水。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種包埋型納米鐵小球的制備方法，包括以下步驟：

1）稱取剪碎的樹葉加入到蒸餾水中，在60~80℃下加熱1h，真空抽濾得提取液；

2）將1~2wt%的海藻酸鈉溶液緩慢加入至步驟1）所獲得的提取液中，不斷攪拌，直至海藻酸鈉完全溶解，得到海藻酸鈉溶膠；靜置30~60min，去除溶膠中的氣泡，然后將新制的0.1mol/L硫酸亞鐵溶液緩慢滴加到溶膠中，同時不斷攪拌，溶液滴加完后繼續(xù)攪拌5~10min，得到海藻酸鈉包覆納米鐵溶膠；

3）通過蠕動泵將步驟2）得到的溶膠滴入氯化鈣溶液中，并不斷用玻璃棒攪拌，交聯(lián)3~6h，交聯(lián)物用蒸餾水洗滌3~5次，得到海藻酸鈣包覆納米鐵小球。

步驟1）所述樹葉是桉樹葉、桑樹葉和茶樹葉中的一種或幾種。

步驟1）中樹葉與水的比例為30~60g/L。

步驟2）中硫酸亞鐵溶液與溶膠的體積比為1:2。

一種如上所述制備方法制得的包埋型納米鐵小球，含鐵量為2.9~9.7mg/g，小球粒徑4~5mm。

一種如上所述的包埋型納米鐵小球在處理含油廢水中的應(yīng)用，具體應(yīng)用方法為：配制5~50mg/L的含油廢水，按固液比1:10加入包埋型綠色納米鐵小球，再加入雙氧水，雙氧水在體系中的含量為2~10mmol/L，在25~35℃下以250r/min的轉(zhuǎn)速攪拌2~4小時。

本發(fā)明的有益效果在于：

1）與普通納米鐵相比，綠色合成大大降低了生產(chǎn)成本，包埋納米鐵小球不易被氧化，活性提高，更利于回收利用；

2）植物提取液中的酚類等還原劑能將亞鐵離子還原為納米零價鐵，形成納米鐵懸濁液，通過海藻酸鈣包埋技術(shù)將納米鐵懸濁液制成海藻酸鈣小球。其次，納米鐵小球與雙氧水構(gòu)成類芬頓試劑，釋放出羥基自由基，具有強氧化性，將廢水中的油類物質(zhì)礦化，廢水中油的去除率達(dá)90%以上，達(dá)到廢水深度處理的目的。

附圖說明

圖1為實施例1制得的包埋型納米鐵小球的照片；

圖2為包埋型納米鐵小球，空白小球，綠色納米鐵小球+H₂O₂對油類物質(zhì)去除率的對比曲線圖。

具體實施方式

本發(fā)明用下列實施例來進一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于下列實施例。

實施例1