The invention discloses a preparation method and application of nano-zero-valent iron composite material loaded with calcium carbonate, belonging to the field of environmental nano-material preparation and heavy metal pollution control technology. The main points of the technical scheme of the invention are as follows: using Na2CO3 solution, NaHCO3 solution, urea solution and soluble calcium salt solution as raw materials, micron rod-like calcium carbonate is synthesized by direct precipitation method in one step, then micron rod-like calcium carbonate is prepared as carrier and dispersant, and nano-zero-valent iron carbonate composite is prepared by in-situ reduction of ferric chloride with sodium borohydride in deoxidizing environment. The composite material can be used to remove Pb (II) from water samples efficiently. The prepared calcium carbonate loaded nano-zero-valent iron composite material can quickly and efficiently remove the heavy metal Pb (II) in a wide concentration range, and the treated water can discharge up to the standard, so that it can be widely used as water treatment adsorbent in the environmental field.
【技术实现步骤摘要】
一种碳酸钙负载纳米零价铁复合材料的制备方法及其应用
本专利技术属于环境纳米材料制备以及重金属污染治理
,具体涉及一种碳酸钙负载纳米零价铁复合材料的制备方法及其应用。
技术介绍
伴随着人们对生活环境要求的提高,纳米材料在环境污染修复方面的应用,尤其是对重金属污染的修复已得到了极大的关注。金属铁由于较低的氧化还原电位E0(Fe2+/Fe)=-0.44V,故具有较强的还原力。普通的铁粉由于材料易得、经济低毒而被广泛应用于地下水以及废水的研究中。而纳米级别的零价铁具有纳米材料特殊的表面效应,它的比表面积是普通铁粉的数百甚至是数万倍,表面活性位点数目显著增多,其对污染物的处理能力大大提升。1994年加拿大学者Gillham等首次提出将纳米零价铁用在地下水原位修复方面,自此纳米零价铁在水处理方面的应用开始得到迅速发展。目前,已被广泛应用于修复各种污染物,比如有机氯农药、硝基芳香化合物、有机染料、抗生素、重金属、硝酸盐、卤代有机物等。但是纳米零价铁由于粒径小且有磁性,在空气中极易氧化、团聚成大颗粒,使其表面活性位点变少,降低了其在实际应用中的迁移性和反应活性,从而大大限制了其应用及发展。因此抑制纳米零价铁的团聚并保持其化学活性对零价铁的发展具有重要意义。在过去15年里,为了克服这些缺点,研究人员已经研发了各种零价铁的改性技术。其中研究较多的纳米零价铁的改性技术为将纳米铁颗粒负载到其它固态无机非金属材料上。目前文献中已报道的用于负载纳米零价铁的无机材料主要包括活性炭、膨润土、壳聚糖、石墨烯、氢氧化镁、海藻酸钠、硅酸钙以及黏土等。公开号为CN103041784A的专利 ...
【技术保护点】
1.一种碳酸钙负载纳米零价铁复合材料的制备方法,其特征在于具体过程为:以Na2CO3溶液、NaHCO3溶液、尿素溶液和可溶性钙盐溶液为原料,通过直接沉淀法一步合成微米级棒状碳酸钙,再以制得的微米级棒状碳酸钙作为载体和分散剂,在脱氧环境中利用硼氢化钠原位还原氯化铁制得碳酸钙负载纳米零价铁复合材料,其中碳酸钙呈长10μm、横截面直径1μm的棒状结构,零价铁呈球形结构且单一稳定的分散在碳酸钙的表面。
【技术特征摘要】
1.一种碳酸钙负载纳米零价铁复合材料的制备方法,其特征在于具体过程为:以Na2CO3溶液、NaHCO3溶液、尿素溶液和可溶性钙盐溶液为原料,通过直接沉淀法一步合成微米级棒状碳酸钙,再以制得的微米级棒状碳酸钙作为载体和分散剂,在脱氧环境中利用硼氢化钠原位还原氯化铁制得碳酸钙负载纳米零价铁复合材料,其中碳酸钙呈长10μm、横截面直径1μm的棒状结构,零价铁呈球形结构且单一稳定的分散在碳酸钙的表面。2.根据权利要求1所述的碳酸钙负载纳米零价铁复合材料的制备方法,其特征在于具体步骤为:步骤S1:室温下,分别取摩尔浓度为0.05mol/L的Na2CO3溶液和摩尔浓度为0.05mol/L的NaHCO3溶液各1.25mL加入到45mL质量分数为45%的尿素溶液中,搅拌30分钟后向混合溶液中滴加2.5mL摩尔浓度为0.1mol/L的CaCl2溶液,滴加完毕后静置陈化12小时,然后离心分离,依次用去离子水和无水乙醇清洗,再将样品置于真空干燥箱中于60℃干燥得到微米级棒状碳酸钙;步骤S2:将0.2-0.67g微米级棒状碳酸钙加入到50mL乙醇中并超声分散形成碳酸钙分散液,将1.35gFeCl3·6H2O溶于50mL去离子水中形成氯化铁溶液,再将碳酸钙分散液和氯化铁溶液混合并机械搅拌30分钟,之后通氮气30分钟,逐滴滴加与上述混合体系相同体积的...
【专利技术属性】
技术研发人员:樊静,张晓迪,师东阳,程萌,吴甜,杨西通,付元奇,时悦悦,李想,张霞,
申请(专利权)人:河南师范大学,
类型:发明
国别省市:河南,41
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