[發(fā)明專利]一種硫化/檸檬化協(xié)同改性微米零價鐵材料及其制備方法與應用

有效

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• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109796070B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發(fā)明（設計）人: 許春華;高緒艷;張越
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C02F1/70
• 分類號: C02F1/70;C02F1/28;C02F101/22
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 陳桂玲

本發(fā)明涉及一種硫化/檸檬化協(xié)同改性微米零價鐵材料及其制備方法與應用。本發(fā)明中的硫化/檸檬化協(xié)同改性微米零價鐵材料中硫元素與鐵元素的摩爾比為(0.05?0.06):1，硫元素與檸檬酸根的摩爾比為1:(1?13)；制備方法為：在酸性緩沖溶液中，將微米零價鐵與可溶性硫化鹽、可溶性檸檬酸鹽混合反應得到的。本發(fā)明制備的硫化/檸檬化協(xié)同改性微米零價鐵材料對于廢水中重金屬鉻的去除效率遠遠高于普通微米零價鐵對鉻的去除效率，同時也明顯優(yōu)于硫化改性微米零價鐵材料；并且具有環(huán)境友好、藥劑投加量少、反應速率快、操作簡單等優(yōu)點，因此在工業(yè)廢水除重金屬污染物方面具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發(fā)明涉及一種硫化/檸檬化協(xié)同改性微米零價鐵材料及其制備方法與應用，屬于水處理技術領域。

背景技術

目前，重金屬被廣泛應用于機械加工、冶金、采礦等領域，造成大量重金屬進入生物圈，這些重金屬通過生物富集在食物鏈濃縮，達到生物所能承受的濃度上限而對其產生危害。水體中重金屬污染是危害較大的環(huán)境問題之一，而含鉻廢水因其高毒性、難降解、高遷移率等特點引起人們的廣泛關注。為了緩解六價鉻對環(huán)境造成的污染，急需尋找一種有效的方法處理含鉻廢水。

零價鐵因為環(huán)境友好、無毒、含量豐富、還原性強等特點而受到研究學者的廣泛關注。但在實際應用中，零價鐵的缺點也不容忽視，如在反應過程中易鈍化、在表面形成一層致密的氧化鐵膜阻止反應的進一步進行、對污染物的選擇性低等。故需要對零價鐵進行優(yōu)化處理來提高其反應活性。

中國專利文件CN104478004A公開了一種改性FeS納米微粒及其制備方法和應用，利用交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮包裹于FeS納米微粒表面形成殼核結構提高零價鐵的反應活性。但是，上述專利的方法對制備改性材料過程中的環(huán)境要求較高，需要一直通N₂，材料極易在空氣中氧化，不易保存。

發(fā)明內容

針對現有技術的不足，尤其是現有的納米零價鐵材料制備過程復雜、不易保存，而微米零價鐵材料表面一層致密的氧化鐵膜阻止反應的進行，使之活性低的問題，本發(fā)明提供一種硫化/檸檬化協(xié)同改性微米零價鐵材料及其制備方法與應用。該硫化/檸檬化協(xié)同改性微米零價鐵材料能夠極大地提高對廢水中鉻的去除效率，并且有環(huán)境友好、藥劑投加量少、反應速率快、操作簡單等優(yōu)點。

發(fā)明概述：

本發(fā)明在制備改性微米零價鐵材料過程中加入可溶性硫化鹽和檸檬酸鹽，使得改性后的微米零價鐵表面硫和檸檬酸鹽充分結合，形成硫化/檸檬化協(xié)同改性微米零價鐵材料，將材料加入到含有重金屬鉻的廢水中，機械攪拌，二者的協(xié)同作用加速零價鐵材料與污染物的反應，從而達到處理含鉻廢水的目的。

術語說明：

微米零價鐵：一種粒徑在微米級別的零價鐵粉，具有良好的還原性以及吸附性。

室溫：25±2℃。

本發(fā)明的技術方案如下：

一種硫化/檸檬化協(xié)同改性微米零價鐵材料，所述的硫化/檸檬化協(xié)同改性微米零價鐵材料中硫元素與鐵元素的摩爾比為(0.05-0.06):1，硫元素與檸檬酸根的摩爾比為1:(1-13)。

根據本發(fā)明優(yōu)選的，所述的硫化/檸檬化協(xié)同改性微米零價鐵材料中硫元素與鐵元素的摩爾比為0.056:1，硫元素與檸檬酸根的摩爾比為1:10。

根據本發(fā)明優(yōu)選的，所述硫化/檸檬化協(xié)同改性微米零價鐵材料是在酸性緩沖溶液中，將微米零價鐵與可溶性硫化鹽、可溶性檸檬酸鹽混合反應得到的。

進一步優(yōu)選的，所述酸性緩沖溶液為HAc-NaAc緩沖溶液；所述可溶性硫化鹽為硫化鈉；所述可溶性檸檬酸鹽為檸檬酸鈉。

上述硫化/檸檬化協(xié)同改性微米零價鐵材料的制備方法，步驟如下：