本发明专利技术涉及一种地下水污染修复试剂—豆油包覆纳米铁浆液及其制备方法，该豆油包覆纳米铁浆液制备方法如下：首先将豆油和表面活性剂混合制备豆油乳化液，再通过液相还原法制备纳米铁颗粒，最后将豆油乳液和纳米铁颗粒在厌氧条件下混合均匀，制备出豆油包覆的纳米铁浆液。与纳米铁相比，所制备的豆油包覆纳米铁浆液中的纳米铁颗粒表面包覆了一层油膜，加强了纳米铁在空气中的抗氧化能力，提高了浆液在地下多孔介质的迁移性能，此豆油包覆纳米铁浆液能快速有效的降解硝基苯等污染物，可作为一种有效的地下水污染修复试剂应用于原位修复领域。
【技术实现步骤摘要】
专利技术涉及应用于地下水污染修复的纳米材料改性领域，尤其涉及一种豆油包覆纳米铁浆液及其制备方法。
技术介绍
重非水相液体(DNAPL)，如-TCE，硝基苯等，对人体健康和环境具有严重危害。这类污染物一旦泄露到地下环境中，会首先穿过包气带和含水层，在水中具有较低的溶解度和极高的稳定性，造成的土壤和地下水污染会持续相当长的时间，对其恢复治理一直是环境领域的难点和热点问题。环境友好、高效的纳米零价铁近些年受到环境学家的青睐，纳米铁具有很强的表面吸附能力和化学反应活性，能够快速还原卤代烃、多氯联苯等多种难生物降解有机污染物。另外，纳米铁可以悬浮在液体中直接注入污染含水层形成反应带长时间发挥原位修复的作用。然而，直接将纳米铁浆液应用于地下水污染修复尚存在以下问题:首先，纳米铁极易在空气中被氧化导致活性降低甚至完全丧失还原功能，另外，纳米铁还对微生物具有一定的毒性，不利于生物降解作用发生；其次，纳米铁注入后只有分散到污染源才能起到修复作用，尽管纳米铁的粒径极小，但迀移性能较差，而且较高的表面能和固有的磁性反应使得其难以分散到水或有机溶剂中；再次，纳米铁容易集结或沉积在介质颗粒表面，导致空隙堵塞。鉴于上述问题，国内外的专家学者提出了很多纳米铁改性技术，包括使用高分子聚合物包覆、纳米双金属、载体负载纳米铁等技术。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种地下水污染修复试剂一豆油包覆纳米铁浆液及其制备方法，该浆液在地下多孔介质中的迀移性和分散性好，稳定性好，能快速有效的降解硝基苯等污染物。为了解决上述技术问题，本专利技术的地下水污染修复试剂一豆油包覆纳米铁浆液由豆油、纳米铁、表面活性剂和水组成，表面活性剂和豆油组成的油膜包覆在纳米铁表面；其中豆油与表面活性剂的质量比为1: 0.10?1: 0.2，豆油的质量浓度为0.2?5%，纳米铁浓度为0.1?10g/L。所述表面活性剂为聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯(tween 80)、山梨糖醇酐油酸酯(span80)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、羧甲基纤维素(CMC)中的一种或几种。所述水为无氧去离子水。上述污染场地修复试剂一豆油包覆纳米铁浆液的制备方法，主要步骤为:(I)利用豆油和一种或几种表面活性剂与水混合，制备出豆油乳化液；其中豆油与表面活性剂的质量比为1: 0.1?1: 0.2，豆油乳化液中豆油的质量浓度为0.2?5%;(2)采用高效液相还原法在厌氧条件下制备出纳米铁；(3)将纳米铁和豆油乳化液充分混合，得到分散性良好的纳米铁浓度为0.1?10g/L的豆油包覆纳米铁楽液。所述步骤(I)中豆油乳化液再震荡24h，以保持良好的分散性和均一性。所述步骤(2)高效液相还原法在厌氧条件下将硼氢化物水溶液缓慢滴加到二价铁盐溶液中，制备出纳米铁。所述步骤(2)采用高效液相还原法在厌氧条件下制备出纳米铁颗粒，步骤为:在厌氧操作箱中，将一定量的二价铁盐溶于去离子水，铁离子浓度为0.05?0.2mol/L ;所述二价铁盐为硫酸亚铁、氯化亚铁和硝酸亚铁中的一种；将适量的硼氢化物溶于去离子水，硼氢化物浓度为0.1?0.5mol/L，同时加入适当浓度的NaOH溶液调节pH为9?10，所述硼氢化物为硼氢化钾或硼氢化钠；硼氢化物溶液逐滴滴加到二价铁盐水溶液，滴加完成后继续搅拌30min，滴加速度为5?6mL/min，滴加完成后溶液中硼氢化物与二价铁盐的摩尔比为3:1?5:1 ;用磁铁收集制备得到的纳米铁于容器底部，在惰性气体保护下用去离子水和无水乙醇多次冲洗纳米铁；将经冲洗的纳米铁置于真空干燥箱干燥4?6h，以备使用。所述步骤(3)中纳米铁的粒径在50nm?150nm之间。所述厌氧条件以氮气或惰性气体为保护气体。与普通污染场地原位修复纳米铁浆液相比，本专利技术具有以下优点:?油包覆纳米铁楽液减少了纳米铁颗粒的团聚，提尚了楽液的稳定性；豆油包覆纳米铁浆液提高了纳米铁在空气中的抗氧化性，减少了反应活性的损失;?油包覆纳米铁楽液提尚了纳米铁楽液在多孔介质的迁移能力；豆油包覆纳米铁对硝基苯等环境污染物，均具有较高的处理效率，且提高了纳米铁浆液对NAPL类污染物的传质效率。本专利技术的豆油包覆纳米铁是一种纳米铁的改性技术，由表面活性剂、豆油和水进行高能搅拌的豆油包覆的纳米零价铁浆液。豆油包覆纳米铁浆液中纳米铁表面包覆的豆油油膜是憎水的，油膜可以阻止地下水化学成分的干扰，增强了纳米铁在含水层中的迀移和分散性能，提高处理重质非水相液体(DNAPL)类污染物的效率。本专利技术所制备的豆油包覆纳米铁浆液提高了纳米铁颗粒的抗氧化性、稳定性、迀移性，并对硝基苯环境污染物具有较高的去除效率，适合作为一种修复试剂应用于地下水污染原位修复领域。【附图说明】图la、图1b分别为普通纳米铁和豆油包覆纳米铁的透射电子显微镜(TEM)图；图2a、图2b分别为普通纳米铁和豆油包覆纳米铁的X射线衍射图谱，其主要成分均为α -Fe ；图3a、图3b、图3c分别为普通纳米铁、豆油包覆纳米铁和豆油乳化液分别在Omin、30min、60min静置条件下的沉降情况照片；图4a、图4b分别为普通纳米铁和豆油包覆纳米铁在多孔介质的迀移情况照片；图5为实施例4制备的豆油包覆纳米铁对硝基苯的降解情况图示。【具体实施方式】实施例1Ig豆油和0.1g tween80、0.05g span80溶于50ml经氮气除氧的去离子水中，于恒温震荡器震荡24h，制备出豆油乳化液；在厌氧操作箱中，1.39gFeS04.7H20溶于50ml去离子水，1.08g的硼氢化钾溶于50ml去离子水，同时加入0.5mol/L的NaOH溶液调节pH为9 ;硼氢化物溶液以5?6mL/min逐滴滴加到FeSO4溶液，滴加完成后继续搅拌30min ;用磁铁收集制备得到的纳米铁于容器底部，在惰性气体保护下用去离子水和无水乙醇各冲洗纳米铁3次，将经冲洗的纳米铁颗粒置于真空干燥箱干燥4h，以备使用；将纳米铁颗粒和豆油乳化液充分混合搅拌，于恒温摇床震荡Ih ;此操作得到豆油质量浓度为2%，纳米铁浓度为5.6g/L的豆油包覆纳米铁浆液。实施例2Ig豆油和0.1g tween80、0.05g PVP溶于50ml经氮气除氧的去离子水中，于恒温震荡器震荡24h，制备出豆油乳化液；在厌氧操作箱中，1.39gFeS04.7H20溶于10ml去离子水，1.08g的硼氢化钾溶于200ml去离子水，同时加入0.5mol/L的NaOH溶液调节pH为9 ;硼氢化物溶液以5?6mL/min逐滴滴加到FeS04溶液，滴加完成后继续搅拌30min ;用磁铁收集制备得到的纳米铁于容器底部，在惰性气体保护下用去离子水和无水乙醇各冲洗纳米铁3次，将经冲洗的纳米铁颗粒置于真空干燥箱干燥5h，以备使用；将纳米铁颗粒和豆油乳化液充分混合搅拌于恒温摇床震荡Ih ;此操作得到豆油质量浓度为2%，纳米铁浓度为5.6g/L的豆油包覆纳米铁浆液。实施例3Ig豆油和0.1g tween80、0.05g CMC溶于50ml经氮气除氧的去离子水中，于恒温震荡器震荡24h，制备出豆油乳化液；在厌氧操作箱中，1.39gFeS04.7H20溶于50ml去离子水，1.35g的硼氢化钾溶于50ml去离子水，同时加入0.5mol/L的NaOH溶液调节pH为9 ;硼氢本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种豆油包覆纳米铁浆液地下水污染修复试剂，其特征在于由豆油、纳米铁、表面活性剂和水组成，表面活性剂和豆油组成的油膜包覆在纳米铁表面；其中豆油与表面活性剂的质量比为1∶0.10～1∶0.2，豆油的质量浓度为0.2～5％,纳米铁浓度为0.1～10g/L。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：董军，温春宇，王敏，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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