[發明專利]一種球磨法合成多酚改性納米零價鐵有效去除六價鉻的方法

在審

• 申請號: 202210925738.3
• 申請日: 2022-08-03
• 公開（公告）號: CN115192956A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 張英;厚敏慧;焦鑫;周明華;焦永利
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: A62D3/37
• 分類號: A62D3/37;A62D101/43
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗

本發明涉及一種球磨法合成多酚改性納米零價鐵有效去除六價鉻的方法，在球磨罐中加入還原鐵粉和含鄰位酚羥基的螯合劑，球磨機在550?600r/min的條件下研磨，使還原鐵粉和多酚螯合劑結合形成多酚改性納米零價鐵；調節待處理的六價鉻離子溶液pH＝3?9；在鉻離子溶液中加入研磨好的多酚改性納米零價鐵。本方法合成的多酚改性納米零價鐵，相對于未改性的納米零價鐵而言，對六價鉻的去除效果大大增加，鞣酸改性納米零價鐵兩分鐘的降解率可以達到98.2％。制備過程安全，可操作性強，反應時間較短。本方法使用常規的球磨機即可，在空氣中進行降解實驗，在于降解實驗在空氣中進行，無需無氧環境。

技術領域

本發明涉及環境工程領域，具體地，本發明涉及一種球磨法合成多酚改性納米零價鐵有效去除六價鉻的方法。

背景技術

鉻是自然界中常見的有毒金屬，主要以六價鉻和三價鉻兩種穩定的氧化態存在。六價鉻是一種劇毒的致突變致癌物，具有很強的氧化性。其毒性是三價鉻的一百倍以上。另外六價鉻正在成為人類健康的巨大威脅。到目前為止，將六價鉻吸附和原位還原為三價鉻被認為是緩解六價鉻污染最合適的方法。

納米零價鐵是目前環境污染修復中非常活躍的一個領域，納米零價鐵具有較大的比表面積，粒徑小，是一種環境友好型的還原劑。納米零價鐵能夠處理重金屬廢水，偶氮染料廢水，氯代有機廢水，硝酸鹽廢水等多種污染廢水。由于納米零價鐵顆粒之間的范德華力、磁偶極相互作用和電偶極相互作用，納米零價鐵容易團聚甚至生成鏈狀結構。另外納米零價鐵在水和氧共存的條件下會在納米零價鐵的表面形成鐵的氧化物的沉積層，會影響材料在水溶液中的遷移和利用。基于物理和化學方法的各種技術被用來制備零價鐵及的材料從環境中去除六價鉻。用于六價鉻還原的化學還原劑主要有硼氫化鈉，一氧化碳等，而物理方法包括機械研磨和金屬電極沉淀的方法。然而，大部分的報道研究都集中在使用硼氫化鈉和機械球磨的方法合成納米零價鐵。

近些年來，有研究提出雙金屬合金化，納米零價鐵，納米零價鐵/氧化物的組合提高零價鐵對重金屬的去除的方法。球磨技術是一種簡單、高效的粉末加工方法，已有研究表明通過球磨法來制備Fe-C復合材料、雙金屬零價鐵和納米零價鐵，球磨技術不僅可以提高材料的活性，還可以提高材料的界面效應。近年來，可以與鐵形成絡合物的絡合劑已經被用來修飾納米零價鐵。在納米零價鐵的合成中，一些研究報道，利用植物中的多酚類化合物的還原能力合成納米零價鐵或者降解污染物。還有研究表明通過球磨法在零價鐵的表面包覆一層高質子電導率的二水合草酸亞鐵可以提高對六價鉻的降解效率。

還未有研究表明通過球磨法合成多酚類螯合劑-納米零價鐵對降解六價鉻的促進效果，多酚結構對納米零價鐵的還原性能的影響尚不清楚。含鄰位酚羥基的多酚螯合劑改性納米零價鐵可以防止其團聚，提高遷移率，阻礙材料表面形成鈍化的氧化鐵沉積層，提升了材料的穩定性和對重金屬的還原能力，為合成高活性去除六價鉻的納米零價鐵提供了一種新的策略。

發明內容

本發明的目的旨在克服納米零價鐵對污染物降解效率低，容易發生團簇，易在表面形成鈍化的氧化鐵沉積層的缺點。發展一種球磨法合成多酚改性納米零價鐵有效去除六價鉻的方法，利用多酚螯合劑對零價鐵修飾改性，提升其對六價鉻的降解效率。

本發明的目的通過以下步驟實現：

一種球磨法合成多酚改性納米零價鐵有效去除六價鉻的方法，在球磨罐中加入還原鐵粉和含鄰位酚羥基的螯合劑，球磨機在550-600r/min的條件下研磨，使還原鐵粉和多酚螯合劑結合形成多酚改性納米零價鐵；調節待處理的六價鉻離子溶液pH＝3-9；在鉻離子溶液中加入研磨好的多酚改性納米零價鐵。

所述多酚包括含鄰位酚羥基的螯合劑包括鞣酸、表沒食子兒茶素沒食子酸酯其中的一種。

所述還原鐵粉和含鄰位酚羥基的螯合劑摩爾比為1:0.012-0.018。

所述方球磨機研磨120-150分鐘。

本發明涉及到的原理：