[發明專利]一種利用植物多酚類物質原位合成鐵基材料去除六價鉻及染料污染物的方法

在審

• 申請號: 201710104040.4
• 申請日: 2017-02-24
• 公開（公告）號: CN106915813A
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發明（設計）人: 汪善全;王玉;仇榮亮
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C02F1/62
• 分類號: C02F1/62;B09C1/08;C02F101/22;C02F101/30
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 陳衛

技術領域

本發明屬于環境污染治理與修復技術領域。更具體地，涉及一種利用植物多酚類物質原位合成鐵基材料去除六價鉻及染料污染物的方法。

背景技術

隨著現代工業的快速發展和人們生活水平的不斷提高，各種化工原料被廣泛應用到生活和生產中，它們在滿足人們需求的同時也存在著環境污染的風險。其中，重金屬和有機染料因其應用最廣泛而突顯出的環境污染問題也尤為嚴峻。重金屬主要包括汞、鎘、鉛、鉻和類金屬砷等毒性顯著的元素。其中，鉻因其質堅硬且良好的腐蝕性及優美的金屬光澤，廣泛應用于鋼鐵冶煉、電鍍、皮革、木材防腐等工業中。由于鉻鹽在生產、使用和處置過程中因缺乏有效的防滲漏措施，往往導致可溶性六價鉻（Cr(VI)）滲漏并最終污染地表水、土壤和地下水。據不完全統計，我國20%以上的受污染土壤/地下水是由于含Cr(VI)廢水的長期堆放且防范措施不力引起的。與鉻鹽相類似地，有機染料廣泛地應用于紡織、纖維合成、皮革、食品等行業。根據2014年中國環境保護部發布的《2013年環境統計年報》，全國紡織業廢水排放量超過21.5億噸。這類廢水因含有大量染料，不僅色度深、難降解，而且具有生物毒性。

傳統含鉻廢水的處理技術主要采用化學混凝法，即通過加入無機或有機亞鐵鹽等混凝劑將Cr(VI)還原為Cr(III)，并通過絮凝沉降作用使其從水體中去除。但溶于水中的亞鐵鹽由于容易被氧化，往往降低了Cr(VI)的去除效率；因此，為了提高污染物的去除效率，往往加入大量的藥劑，這就大大提高了修復成本。另外，該技術容易產生大量廢渣，存在二次污染等問題。對于鉻污染土壤，由于土壤特殊的結構和復雜的成分，往往采用異位手段進行修復。如申請號為201210117234.5（公開號為CN102652956A）公開了一種名為“一種鉻污染土壤原位淋洗處理方法”，通過淋洗污染土壤，使含六價鉻的淋洗水進入地下水，再將含六價鉻的地下水抽到地表進行處理，該方法雖然處理效果明顯，但修復成本高、工程量大，不適合大面積使用。

目前，工業上普遍采用物理化學法和生物法等去除廢水中的有機染料。常用的物理處理技術包括吸附、絮凝和膜分離等，但該類方法只是將染料等有機物從液相（廢水）轉移到固相（如活性炭），并沒有達到徹底消除有機污染物的目的，而且會帶來大量污泥。生物法雖然處理設備簡單，但存在運行周期長、廢水適應性低、對部分染料處理效果差等缺點。

因此，研發高效、經濟、不產生二次污染問題、簡單易實施的鉻和染料等污染物處理技術刻不容緩。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服上述現有技術的缺陷和不足，提供一種六價鉻和染料等污染物的修復材料——多酚鐵基材料原位合成方法及其應用。該技術是一種綠色原位合成鐵基材料處理六價鉻和染料的方法，具體是利用天然植物——綠茶等植物提取物中的多酚捕獲、螯合和還原污染體系中的鐵離子，使其原位生成具有穩定還原性的鐵基材料，以實現對目標污染物的高效降解。

本發明的目的是提供一種利用植物多酚類物質原位合成鐵基材料去除六價鉻及染料污染物的方法。

本發明上述目的通過以下技術方案實現：

第一方面：一種利用植物多酚類物質原位合成鐵基材料去除水體中六價鉻和/或染料污染物的方法，包括如下步驟：

S1.將植物組織水提得植物提取液；

S2.將鐵鹽溶于去離子水中制成鐵鹽溶液；

S3.將鐵鹽溶液加入含有Cr(VI)和/或染料的廢水中，混勻后靜置5～30min；

S4.將植物提取液加入到步驟S3處理后的溶液中混勻，靜置反應2～48h。

其中，所述植物組織為含有多酚類物質的植物組織。

更優選地，所述植物組織為茶葉、桉樹葉、留蘭香葉、咖啡、葡萄或檸檬等。

優選地，當所述植物組織為葡萄或檸檬時，可不必水提，榨汁即可，得到葡萄汁和檸檬汁即可使用。

優選地，步驟S1所述水提的方法為：將植物組織破碎（破碎時間優選為1～10 min）成粉末后，加入去離子水中，80℃煮15～60分鐘，冷卻至室溫，過濾（如濾紙）去渣，獲得植物提取液；其中，所述植物組織與去離子水的用量比以質量體積比計為10～100g/L。

另外，優選地，步驟S2所述鐵鹽為亞鐵鹽或三價鐵鹽；如FeCl₃?6H₂O、FeSO₄?7H₂O、Fe₂(SO₄)₃等。

優選地，步驟S2所述鐵鹽溶液的濃度為4～20g/L。