一种用于修复六价铬污染土壤的FeS微粒的制备与使用方法技术

本发明专利技术一种用于修复六价铬污染土壤的FeS微粒的制备与使用方法，目的是解决现有技术中，制备的FeS纳米颗粒浓度较小，在实际稳定化过程中需要大量的悬浮液，造成水与土壤的比例很大，形成二次污染等问题，本发明专利技术通过制备高浓度且同时具备粒径小的FeS微粒悬浮液，进行快速还原六价铬并将其稳定化，同时具有更高的修复能力，且对土壤本身的性质影响较小。

【技术实现步骤摘要】
一种用于修复六价铬污染土壤的FeS微粒的制备与使用方法
本专利技术涉及土壤污染领域，具体是一种用于修复六价铬污染土壤的FeS微粒的制备与使用方法。
技术介绍
由于铬在电镀、冶金、木材加工等方面的应用，产生了大量的含铬废渣及废水。从而导致大量的土壤、水体受到了重金属铬的污染，尤其是六价铬。六价铬在极易溶于水，有很强的氧化性，活性高，被土壤胶体吸附的能力相对较弱，因此在环境中有较强的迁移性，对环境、生态安全和人体健康造成了极大的威胁。目前针对六价铬污染土壤的修复技术主要有还原/稳定化、土壤淋洗、电动修复、生物修复等技术。生物修复技术和电动修复还属于实验室开发阶段，而且受到土质等条件的影响，还没有应用于大规模的土壤修复。土壤淋洗也是一种发展潜力较大的新技术，它具有处置时间短，受地层影响小的特点，但是在大规模土壤修复时，成本较高且存在二次污染，制约了该技术实际工程应用，尤其是异位修复。因此目前最常用的六价铬污染土壤的修复方式主要是化学还原/稳定化技术。化学还原/稳定化技术主要是利用还原物质将土壤中的六价铬还原为三价铬，然后三价铬形成沉淀或被土壤吸附稳定在土壤中，该技术目前在我国应用广泛。因此植被一种能快速还原六价铬并将铬稳定化的修复剂具有重要意义。FeS同时含有还原性的Fe(II)和S(II)，而且都能将六价铬还原为三价铬。还原形成的三价铬可以形成氢氧化铬沉淀，或与铁形成很稳定的铬-铁氢氧化物沉淀。相关研究表明这些沉淀具有很好的稳定性，在pH>5的情况下溶解度很低。目前在相关文献和专利中制备的FeS主要有FeS固体颗粒和FeS纳米颗粒。由于纳米颗粒的粒径较小，比表面积大，反应活性高，可以制成悬浮液应用于土壤修复。但是制备的FeS纳米颗粒浓度较小，在实际稳定化过程中可能需要大量的悬浮液，就造成水与土壤的比例很大，有可能形成二次污染。因此制备高浓度，同时具备粒径小的FeS微粒悬浮液将有助于解决这一问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决六价铬污染土壤的问题，提供一种用于修复六价铬污染土壤的FeS微粒的制备与使用方法。为实现本专利技术目的而采用的技术方案是这样的，一种用于修复六价铬污染土壤的FeS微粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1.1)在纯水中通入氮气30～60min，得到去氧的纯水；1.2)使用去氧的纯水配置浓度为0.852mol/L的FeSO4溶液和浓度为0.852mol/L的Na2S溶液；1.3)在容器中加入浓度为0.2％～0.3％的羧甲基纤维素钠溶液，通入氮气；1.4)在容器中加入步骤1.2)中配置的FeSO4溶液，通入氮气30min，所述羧甲基纤维素钠溶液与FeSO4溶液的体积比为11:2；1.5)在容器中滴加步骤1.2)中配置的Na2S溶液，所述Na2S溶液的滴入量与步骤1.4)中的FeSO4溶液量相等，滴加速度为0.02～0.05mL/s，滴加过程中持续通入氮气且持续搅拌，滴加完成后继续搅拌5min，得到FeS悬浮液A；1.6)将步骤1.5)中得到的FeS悬浮液A进行离心，离心后去掉上清液，得到FeS固体；1.7)量取与步骤1.6)中所述的上清液量相等羧甲基纤维素钠溶液，将称量得到的羧甲基纤维素钠溶液通入氮气；将通入氮气30min后的羧甲基纤维素钠溶液加入到FeS固体中，得到悬浮液B，所述羧甲基纤维素钠溶液的浓度为0.8％～1％；1.8)将步骤1.7)中得到的悬浮液B通入氮气后，进行搅拌，搅拌均匀后，进行旋转振荡和超声分散得到悬浮液C；1.9)将步骤1.8)中制得的悬浮液C进行避光密封保存，即得到FeS微粒悬浮液。一种用于修复六价铬污染土壤的FeS微粒的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：2.1)在六价铬污染土壤中加入FeS微粒悬浮液，其中FeS与土壤中的六价铬的摩尔比为1.5:1～2:1；2.2)在烧杯中加入纯水，使得土壤的含水率为30％～40％；2.3)使用高速机械搅拌器将上述混合物进行重复搅拌；2.4)将步骤2.3)中得到的搅拌后的混合物置于室温下进行反应和养护；反应后的土壤即为修复后的土壤。进一步，所述步骤1.5)中的搅拌速率为200～300r/min。进一步，所述步骤1.6)中的离心时间为5～10min，离心速率为1000～1500r/min。进一步，所述步骤1.8)中搅拌时间为5～10min，旋转振荡速度为30～50r/min，超声分散的频率为80KHz，时间均为30min～40min。进一步，所述步骤2.3)中的搅拌转速为500～600r/min，搅拌时间为2min，重复次数为3次。进一步，所述步骤2.4)中的养护时间为15天。本专利技术的技术效果是毋庸置疑的，本专利制备的FeS微粒相对于现有技术中的修复污染技术，有更高的修复能力，且修复六价铬的污染土壤的时间很快，同时对土壤本身的性质影响较小土壤中六价铬的去除率达到98.9％。附图说明图1为实施例1制备的FeS微粒的扫描电镜照片；图2为实施例1制备的FeS微粒能谱图；图3为实施例1制备的FeS微粒的XRD图谱；图4为时间对FeS微粒去除土壤中六价铬的影响；图5为时间对FeS微粒稳定化土壤中六价铬的影响。图中：图2为图1中的点1的FeS微粒能谱图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但不应该理解为本专利技术上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本专利技术上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本专利技术的保护范围内。实施例1：一种用于修复六价铬污染土壤的FeS微粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1.1)在纯水中通入纯度为99.99％氮气30min，得到氧浓度低于3mg/L的纯水；1.2)使用去氧的纯水和FeSO4.7H2O，配置成浓度为0.852mol/L的FeSO4溶液；使用去氧的纯水和Na2S.9H2O配置成浓度为0.852mol/L的Na2S溶液；1.3)在250mL的容器中加入110mL的浓度为0.2％～0.3％的羧甲基纤维素钠(CMC)溶液，通入氮气30min；1.4)在容器中加入步骤1.2)中配置的20mL浓度为0.852mol/L的FeSO4溶液，通入氮气10min；1.5)向容器中滴加步骤1.2)中配置的20mL浓度为0.852mol/L的Na2S溶液，滴加速度为0.02～0.05mL/s，滴加过程中持续通入氮气并且持续搅拌，搅拌速度为250r/min，滴加完成后继续搅拌5min，得到FeS悬浮液。1.6)将步骤1.5)中得到的FeS悬浮液进行离心，离心10min后去掉上清液；量取与上清液量相等羧甲基纤维素钠溶液，所述羧甲基纤维素钠溶液的浓度为0.8％～1％，将称量得到的羧甲基纤维素钠溶液通入氮气30min；将通入氮气后的羧甲基纤维素钠溶液加入到离心后的FeS溶液中，得到悬浮液；离心速率为1000r/min。1.7)将步骤1.6)中得到的悬浮液通入氮气后，进行搅拌，搅拌5min后，进行旋转振荡和超声分散，旋转振荡速度为30～50r/min，超声分散的频率为80KHz，时间均为30min。1.8)将步骤1.7)中制得的悬浮液进行避光密封保存，即得到FeS微粒悬浮液，FeS微粒悬浮液的浓度为10000mg/L左右。实施例2：实施例1中制得的FeS微粒的表征1)将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于修复六价铬污染土壤的FeS微粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1.1)在纯水中通入氮气，得到去氧的纯水；1.2)使用去氧的纯水配置浓度为0.852mol/L的FeSO4溶液和浓度为0.852mol/L的Na2S溶液；1.3)在容器中加入浓度为0.2％～0.3％的羧甲基纤维素钠溶液，通入氮气；1.4)在容器中加入步骤1.2)中配置的FeSO4溶液，通入氮气，所述羧甲基纤维素钠溶液与FeSO4溶液的体积比为11:2；1.5)在容器中滴加步骤1.2)中配置的Na2S溶液，所述Na2S溶液的滴入量与步骤1.4)中的FeSO4溶液量相等，滴加速度为0.02～0.05 mL/s，滴加过程中持续通入氮气且持续搅拌，滴加完成后继续搅拌5min，得到FeS悬浮液A；1.6)将步骤1.5)中得到的Fe S悬浮液A进行离心，离心后去掉上清液，得到FeS固体；1.7)量取与步骤1.6)中所述的上清液量相等羧甲基纤维素钠溶液，将称量得到的羧甲基纤维素钠溶液通入氮气；将通入氮气后的羧甲基纤维素钠溶液加入到FeS固体中，得到悬浮液B，所述羧甲基纤维素钠溶液的浓度为0.8％～1％；1.8)将步骤1.7)中得到的悬浮液B通入氮气后，进行搅拌，搅拌均匀后，进行旋转振荡和超声分散得到悬浮液C；1.9)将步骤1.8)中制得的悬浮液C进行避光密封保存，即得到FeS微粒悬浮液。...

【技术特征摘要】
1.一种用于修复六价铬污染土壤的FeS微粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1.1)在纯水中通入氮气，得到去氧的纯水；1.2)使用去氧的纯水配置浓度为0.852mol/L的FeSO4溶液和浓度为0.852mol/L的Na2S溶液；1.3)在容器中加入浓度为0.2％～0.3％的羧甲基纤维素钠溶液，通入氮气；1.4)在容器中加入步骤1.2)中配置的FeSO4溶液，通入氮气，所述羧甲基纤维素钠溶液与FeSO4溶液的体积比为11:2；1.5)在容器中滴加步骤1.2)中配置的Na2S溶液，所述Na2S溶液的滴入量与步骤1.4)中的FeSO4溶液量相等，滴加速度为0.02～0.05mL/s，滴加过程中持续通入氮气且持续搅拌，滴加完成后继续搅拌5min，得到FeS悬浮液A；1.6)将步骤1.5)中得到的FeS悬浮液A进行离心，离心后去掉上清液，得到FeS固体；1.7)量取与步骤1.6)中所述的上清液量相等羧甲基纤维素钠溶液，将称量得到的羧甲基纤维素钠...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘元元，李余杰，王婉玉，程榉瑨，朱立超，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85