[發(fā)明專利]改性納米零價鐵及其制備方法和應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN106891017B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 薛文靜;黃丹蓮;彭志威;曾光明;萬佳;張辰;鄧銳;胡正勛;胡嬋娟;秦香;王茜
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B22F1/02
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 趙洪;何文紅

本發(fā)明公開了一種改性納米零價鐵及其制備方法和應(yīng)用，該改性納米零價鐵包括鼠李糖脂和納米零價鐵，鼠李糖脂修飾于納米零價鐵表面，鼠李糖脂與納米零價鐵的質(zhì)量比為0.1～2∶1。其制備方法是將鼠李糖脂溶液與硫酸亞鐵溶液混合，滴加入NaHB₄溶液進行反應(yīng)得到改性納米零價鐵。本發(fā)明改性納米零價鐵具有分散性能好、穩(wěn)定性好、反應(yīng)活性高、滲透性高等優(yōu)點，對底泥中的重金屬鉛具有良好的穩(wěn)定效率，不會給環(huán)境帶來二次污染，具有良好的應(yīng)用價值，在底泥重金屬污染治理技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于污染底泥中重金屬的物理化學處理領(lǐng)域，涉及一種改性納米材料及其制備方法，具體涉及一種改性納米零價鐵及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

水體底泥是河流或湖泊污染物的主要蓄積庫，亦可以直接反映水體的污染歷史，近幾年我國工業(yè)的迅猛發(fā)展致使許多河流受到了較為嚴重的重金屬污染，尤其是其底泥。底泥中的重金屬不僅對水體產(chǎn)生污染，危害河流的底棲生物，也會對人的生活生產(chǎn)帶來影響。

鉛是環(huán)境中一種重要的有毒污染物，它能使大腦中的活性蛋白變性失活，使相關(guān)功能活動紊亂或停止，甚至使腦細胞死亡，從而造成兒童大腦永久性的、不可逆的損傷。鉛蓄積在人體骨骼中，會對人體的血液系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等產(chǎn)生影響。研究人員還證實，母體內(nèi)的鉛會貽害后代，會影響胎兒的大腦發(fā)育，出現(xiàn)智障、癲癇等癥，還會影響胎兒牙胚的發(fā)育，生后孩子易患齲齒。此外，鉛中毒也會導致感覺功能障礙，例如很多鉛中毒病人會出現(xiàn)視覺功能障礙：視網(wǎng)膜水腫、球后視神經(jīng)炎、盲點、眼外展肌麻痹、視神經(jīng)萎縮、眼球運動障礙、瞳孔調(diào)節(jié)異常、弱視或視野改變；或嗅覺、味覺障礙等。

底泥中重金屬鉛的去除方法一般包括物理化學方法(熱解法、電化學法和提取法)、生物修復法(微生物法、植物修復法)等。雖然上述方法在污染底泥的修復研究中已經(jīng)取得了一定進展，但是傳統(tǒng)的修復方法仍存在一定的弊端。近年來，用納米零價鐵還原去除環(huán)境中的污染物成為了一個非常活躍的研究領(lǐng)域。納米零價鐵具有較強還原能力，可把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從而達到去除污染的目的。但由于納米零價鐵顆粒自身的磁性引力，易引起團聚，減少了納米零價鐵顆粒的吸附點位，且納米零價鐵顆粒易與周圍的介質(zhì)(比如溶解氧、水)發(fā)生反應(yīng)，容易被氧化，從而降低了其反應(yīng)活性；同時團聚之后顆粒通常都是微米級顆粒，這使得納米零價鐵顆粒在底泥中的遷移性和活性的快速下降，不利于納米零價鐵顆粒在環(huán)境水體和土壤中的流動性，對環(huán)境污染的修復工作不利。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種分散性能好、穩(wěn)定性好、反應(yīng)活性高、滲透性高的改性納米零價鐵，還提供了一種對實驗儀器設(shè)備要求相對較低、操作簡單易行、制備成本低并且反應(yīng)迅速的改性納米零價鐵的制備方法，以及該改性納米零價鐵在穩(wěn)定底泥中重金屬鉛中的應(yīng)用，具有成本低廉、操作簡便、穩(wěn)定效果好、清潔無污染、對環(huán)境無毒害作用等優(yōu)點。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種改性納米零價鐵，所述改性納米零價鐵包括鼠李糖脂和納米零價鐵，所述鼠李糖脂修飾于所述納米零價鐵表面；所述改性納米零價鐵中所述鼠李糖脂與所述納米零價鐵的質(zhì)量比為0.1～2∶1。

上述的改性納米零價鐵中，優(yōu)選的，所述改性納米零價鐵的粒徑為100nm～120nm。

作為一個總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種上述的改性納米零價鐵的制備方法，包括以下步驟：

S1、將鼠李糖脂溶液與硫酸亞鐵溶液混合，得到混合溶液；

S2、將NaHB₄溶液滴加到步驟S1的混合溶液中進行反應(yīng)，得到改性納米零價鐵。

上述的制備方法中，優(yōu)選的，所述鼠李糖脂溶液的濃度為0.2g/L～4g/L；所述硫酸亞鐵溶液的濃度為0.07M～0.21M；所述NaHB₄溶液的濃度為0.14M～0.42M。