壳聚糖包覆的纳米零价铁在去除重金属污染土壤锑的应用和方法技术

本发明专利技术公开一种壳聚糖包覆的纳米零价铁在去除重金属污染土壤锑的应用和方法。所述的方法包括下述步骤：1)制备壳聚糖包覆纳米零价铁；2)调节污染土壤的酸碱度到4.5～6；3)将得到的污染土壤样的容重调节到1.1～1.5g/cm3；将上述污染土壤样加入到淋洗柱中，用上述壳聚糖包覆纳米零价铁对污染土壤进行淋洗。本发明专利技术用纳米零价铁作还原剂以及壳聚糖混合剂，制备方法简单，设备简单，利于现场施工。壳聚糖包覆纳米零价铁单体尺寸较小、粒子分散效果好，与未改性的纳米零价铁相比，壳聚糖包覆纳米零价铁的比表面积有所提高，其反应活性也有增强趋势。

Application and method of chitosan coated nanoscale zero valent iron for removing antimony from heavy metal contaminated soil

The invention discloses an application and method of chitosan-coated nanometer zero-valent iron in removing antimony from heavy metal polluted soil. The method comprises the following steps: 1) preparing chitosan-coated nanometer zero valent iron; 2) adjusting the acidity and alkalinity of contaminated soil to 4.5-6; 3) adjusting the bulk density of the contaminated soil sample to 1.1-1.5 g/cm 3; adding the contaminated soil sample to the leaching column and using the chitosan-coated nanometer zero valent iron to leach the contaminated soil. Wash. The invention uses nanometer zero-valent iron as reductant and chitosan mixing agent. The preparation method is simple, the equipment is simple, and the field construction is convenient. Compared with unmodified nanometer zero valent iron, the specific surface area of nanometer zero valent iron coated by chitosan was increased, and its reaction activity was also enhanced.

【技术实现步骤摘要】
壳聚糖包覆的纳米零价铁在去除重金属污染土壤锑的应用和方法
本专利技术涉及环境中重金属污染土壤修复
，尤其涉及的是一种壳聚糖包覆的纳米零价铁去除重金属污染土壤锑的方法。
技术介绍
锑的用途广泛，是现代科技中一种十分重要的金属。而土壤作为重要的环境要素之一，也是人类赖以生存的基础。随着现代科技的不断进步，在人类寻求工业发展的同时，越来越多的土壤污染问题相继产生，锑污染就是当下最重要的环境问题之一。我们必须重视对土壤中Sb(Ⅴ)的处理，以尽量减少锑对生物及土壤环境的危害。Sb(Ⅴ)锑污染土壤的治理技术主要可分为：固化修复法、淋洗修复法、电动修复法、生物修复法和化学还原法。纳米零价铁通常有较大的表面能，凭借其颗粒尺寸小、还原效果好等特点逐渐成为一种高效修复剂，在治理环境污染方面取得瞩目成就。然而，纳米零价铁独特的性质也使得纳米零价铁在Sb(Ⅴ)修复领域中仍然存在一些问题，例如纳米零价铁易聚集成团、发生氧化变质、表面能高稳定性低，且在土壤介质中流动性差等，因此需要对纳米零价铁进行改性处理。
技术实现思路
为克服上述缺陷，本专利技术的目的在于提供了一种壳聚糖包覆的纳米零价铁在去除重金属污染土壤锑的应用和方法。为达到上述目的，本专利技术公开壳聚糖包覆的纳米零价铁在去除重金属污染土壤锑的应用。为达到上述目的，本专利技术壳聚糖包覆的纳米零价铁去除重金属污染土壤锑的方法，其特征在于：所述的方法包括下述步骤：1)制备壳聚糖包覆纳米零价铁；2)调节污染土壤的酸碱度到4.5～6；3)将得到的污染土壤样的容重调节到1.1～1.5g/cm3；将上述污染土壤样加入到淋洗柱中，用上述壳聚糖包覆纳米零价铁对污染土壤进行淋洗。较佳的，所述的制备壳聚糖包覆纳米零价铁的具体步骤为：11)制备壳聚糖水溶液；12)在壳聚糖水溶液中加入预定量的FeSO4·7H2O溶液；13)在上述溶液中加入NaBH4溶液，制得壳聚糖包覆纳米零价铁；较佳的，所述的污染土壤的是用NaOH或H2SO4将酸碱度调整到4.5～6。较佳的，所述的壳聚糖水溶液是将20重量份的壳聚糖溶于1000重量份的蒸馏水中，搅拌直至充分溶解。较佳的，所述的壳聚糖水溶液是按下述方法制成的：1)是将20重量份的壳聚糖溶于1000-1200重量份的蒸馏水中，搅拌直至充分溶解。2)将上述溶液置于三口烧瓶，同时通入高纯N2恒温水浴振荡15min，以壳聚糖溶液中存在的氧气避免氧化，振荡时速度维持在150rpm。较佳的，所述的FeSO4·7H2O溶液浓度为0.01mol/L；所述的NaBH4溶液浓度为0.02mol/L；所述的FeSO4·7H2O和所述的NaBH4溶液体积相同。本专利技术采用上述技术方案，与现有技术相比具有以下有益效果：(1)相比未改性的纳米零价还原剂，利用壳聚糖包覆纳米零价铁在水溶液中能维持更久的悬浮状态，在静置内没有发生明显的聚集沉降和氧化现象，有较好的分散效果。(2)所采用的纳米零价还原剂以及壳聚糖混合剂，制备方法简单，设备简单，利于现场施工。(3)壳聚糖包覆纳米零价铁单体尺寸较小、粒子分散效果好，与未改性的纳米零价铁相比，壳聚糖包覆纳米零价铁的比表面积有所提高，其反应活性也有增强趋势。这说明由于果胶大分子物质的存在，减弱了纳米零价铁粒子间的磁性吸引力，阻碍了纳米零价铁的化聚集。纳米零价铁在经过果胶的包覆后呈高度离散态相互隔开，能够有效避免纳米零价铁与氧气反应。具体实施方式实施例1称取重金属锑污染土壤2Kg,用H2SO4调节污染土壤的酸碱度到5；容重调节到1.3g/cm3；在无氧氛围情况下，将上述污染土壤样加入到淋洗柱中，用上述制得的壳聚糖包覆的纳米零价铁对污染土壤进行淋洗，流速控制为5mL/min，淋洗2.5h，对淋出液中Sb(Ⅴ)进行检测，结果表明该方法对重金属锑污染土壤中Sb(Ⅴ)的去除效率为93.7％。实施例2称取重金属锑污染土壤2Kg,用NaOH调节污染土壤的酸碱度到6；容重调节到1.2g/cm3；在无氧氛围情况下，将上述污染土壤样加入到淋洗柱中，用上述制得的壳聚糖包覆的纳米零价铁对污染土壤进行淋洗，流速控制为4mL/min，淋洗3h，对淋出液中Sb(Ⅴ)进行检测，结果表明该方法对重金属锑污染土壤中Sb(Ⅴ)的去除效率为94.2％。实施例3制备聚糖包覆的纳米零价铁溶液：称取20g壳聚糖溶于1000mL蒸馏水中，搅拌直至充分溶解；将上述溶液置于三口烧瓶，同时通入高纯N2恒温(20℃)水浴振荡15min，以壳聚糖溶液中存在的氧气避免氧化，振荡时速度维持在150rpm；现配0.01mol/L的FeSO4·7H2O溶液投入壳聚糖溶液中，保持恒温恒速条件振荡20min。再取等体积的浓度为0.02mol/L的NaBH4溶液投入三口烧瓶中，可以观察到溶液由澄清立刻变为黑色。制得壳聚糖包覆纳米零价铁，反应全程应保证反应的无氧氛围。称取重金属锑污染土壤2Kg,用H2SO4调节污染土壤的酸碱度到4.5～6；容重调节到1.3g/cm3；将上述污染土壤样加入到淋洗柱中，用上述制得的壳聚糖包覆的纳米零价铁对污染土壤进行淋洗，流速控制为6mL/min，淋洗2.5h，对淋出液中Sb(Ⅴ)进行检测，结果表明该方法对重金属锑污染土壤中Sb(Ⅴ)的去除效率为93.5％。实施例4制备聚糖包覆的纳米零价铁溶液：称取20g壳聚糖溶于1100mL蒸馏水中，搅拌直至充分溶解；将上述溶液置于三口烧瓶，同时通入高纯N2恒温(25℃)水浴振荡15min，以壳聚糖溶液中存在的氧气避免氧化，振荡时速度维持在150rpm；现配0.01mol/L的FeSO4·7H2O溶液投入壳聚糖溶液中，保持恒温恒速条件振荡20min。再取等体积的浓度为0.02mol/L的NaBH4溶液投入三口烧瓶中，可以观察到溶液由澄清立刻变为黑色，为保证反应完全，应继续振荡10min，制得壳聚糖包覆纳米零价铁。反应全程应持续通入高纯N2，以保证反应的无氧氛围。称取重金属锑污染土壤2Kg,用H2SO4调节污染土壤的酸碱度到4.5～6；容重调节到1.3g/cm3；将上述污染土壤样加入到淋洗柱中，用上述制得的壳聚糖包覆的纳米零价铁对污染土壤进行淋洗，流速控制为5mL/min，淋洗4h，对淋出液中Sb(Ⅴ)进行检测，结果表明该方法对重金属锑污染土壤中Sb(Ⅴ)的去除效率为94.7％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种壳聚糖包覆的纳米零价铁在去除重金属污染土壤锑的应用。

【技术特征摘要】
1.一种壳聚糖包覆的纳米零价铁在去除重金属污染土壤锑的应用。2.一种壳聚糖包覆的纳米零价铁去除重金属污染土壤锑的方法，其特征在于：所述的方法包括下述步骤：1)制备壳聚糖包覆纳米零价铁；2)调节污染土壤的酸碱度到4.5～6；3)将得到的污染土壤样的容重调节到1.1～1.5g/cm3；将上述污染土壤样加入到淋洗柱中，用上述壳聚糖包覆纳米零价铁对污染土壤进行淋洗。3.如权利要求2所述的壳聚糖包覆的纳米零价铁去除重金属污染土壤锑的方法，其特征在于：所述的制备壳聚糖包覆纳米零价铁的具体步骤为：11)制备壳聚糖水溶液；12)在壳聚糖水溶液中加入预定量的FeSO4·7H2O溶液；13)在上述溶液中加入NaBH4溶液，制得壳聚糖包覆纳米零价铁。4.如权利要求2所述的壳聚糖包覆的纳米零价铁去除重金属污染土壤锑的方法，其特征在于：所述的污染土壤的是用NaOH或H2SO4将酸碱度调...

【专利技术属性】
技术研发人员：项萌，高卫民，王浩，程寒飞，
申请(专利权)人：中冶华天南京工程技术有限公司，中冶华天工程技术有限公司，中冶华天安徽节能环保研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32