绿色合成纳米铁-多酚螯合颗粒及其在环境修复中的应用制造技术

本发明专利技术涉及由绿色生产技术合成的纳米铁‑多酚螯合颗粒。例如，本发明专利技术涉及由植物提取物溶液形成的纳米铁‑多酚螯合颗粒，以及这些纳米颗粒在去除地下水和其他污染场所的污染物中的应用。在一些实施方案中，本发明专利技术包括制备和使用使用绿色化学技术形成的纳米铁‑多酚螯合颗粒的方法。

Green synthesis of iron-polyphenol chelating nanoparticles and their application in environmental remediation

The present invention relates to nanometer iron polyphenol chelating particles synthesized by green production technology. For example, the present invention relates to nanometer iron polyphenol chelating particles formed by plant extract solution and their application in removing pollutants from groundwater and other polluted sites. In some implementations, the present invention includes methods for preparing and using nanometer iron polyphenol chelating particles formed by green chemical technology.

【技术实现步骤摘要】
绿色合成纳米铁-多酚螯合颗粒及其在环境修复中的应用
本专利技术一般涉及植物合成的新型纳米铁-多酚螯合颗粒(Fe-PNPS)，可用于水和地下水处理、土壤和地下水修复、空气污染处理、医学诊断试验、医用材料、靶向药物输送、催化化学合成反应、污染控制或监测装置、燃料电池或电子设备。
技术介绍
常规的水处理技术包括如生化反应、化学混凝、絮凝、化学氧化、碳吸附、光降解等。吸附和絮凝可以处理相当大的流量，生产出高质量的水。不产生化学氧化等有害物质的流出物。用粘土、粉煤灰、活性炭、炭、麦秸等各种材料对水处理中的吸附进行了研究。传统的混凝剂和絮凝剂是无机盐(如Al2(SO4)3·18H2O、FeSO4·7H2O、FeCl3·6H2O)、无机高分子絮凝剂(如聚合硫酸铁)、合成有机高分子絮凝剂(如聚丙烯酰胺)和天然高分子絮凝剂(如壳聚糖)。凝聚和絮凝发生在连续的阶段，它们的目标是克服稳定悬浮颗粒间平衡力，允许颗粒碰撞和絮状物的生长。然而，絮凝剂的缺点是污泥量大、去除污染物效率低、成本高。特别是，合成有机高分子絮凝剂会对生物体DNA造成损伤。因此对合成绿色高效的絮凝剂有很大的必要。参见：Forgacs，E.；Cserháti，T.；Oros，G.，EnvironmentInternational2004，30(7)，953-971；Vimonses，V.；Jin，B.；Chow，C.W.，Journalofhazardousmaterials2010，177(1)，420-427；Wang，S.；Boyjoo，Y.；Choueib，A.；Zhu，Z.，WaterResearch2005，39(1)，129-138；Wang，S.；Zhu，Z.；Coomes，A.；Haghseresht，F.；Lu，G.，Journalofcolloidandinterfacescience2005，284(2)，440-446；Mui，E.L.；Cheung，W.；Valix，M.；McKay，G.，Journalofhazardousmaterials2010，177(1)，1001-1005；Oei，B.C.；Ibrahim，S.；Wang，S.；Ang，H.M.，Bioresourcetechnology2009，100(18)，4292-4295；Golob，V.；Vinder，A.；M.，DyesandPigments2005，67(2)，93-97；Wang，D.；Tang，H.，Waterresearch2001，35(14)，3418-3428；Wong，S.；Teng，T.；Ahmad，A.；Zuhairi，A.；Najafpour，G.，Journalofhazardousmaterials2006，135(1)，378-388；Renault，F.；Sancey，B.；Badot，P.-M.；Crini，G.，EuropeanPolymerJournal2009，45(5)，1337-1348；Gregory，J.；O′Melia，C.R.，Fundamentalsofflocculation.CriticalReviewsinEnvironmentalControl1989，19(3)，185-230；Takigami，H.；Taniguchi，N.；Shimizu，Y.；Matsui，S.，WaterScienceandTechnology1998，38(7)，207-215.
技术实现思路
本专利技术涉及制备和使用由绿色化学合成技术形成的纳米铁-多酚螯合粒子及其制备方法。例如，本专利技术涉及由植物提取物溶液形成的纳米铁螯合颗粒，以及这些铁纳米粒子在去除工业废水和地下水中的污染物方面的用途。与物理、化学和微生物方法相比，本专利技术不使用有毒化学品作为反应剂、有机溶剂或不可生物降解的稳定剂，因此对环境和生物系统不具有潜在危险。此外，这种方法不需要复杂的控制或非常标准的条件，使它们相当便宜。在一个方面，本专利技术提供了制备纳米铁-多酚螯合颗粒的方法。在一些实施方案中，所述方法包括提供溶解的铁离子；提供植物提取物，所述植物提取物包括螯合剂、多酚或天然溶剂或表面活性剂；并将溶解的铁离子和植物提取物结合以生产纳米铁-多酚螯合颗粒。例如，可以通过在水中溶解铁盐来提供溶解的铁离子。例如，可以通过在水中溶解铁螯合物来提供溶解的铁离子。例如，溶解铁离子的提供、植物提取物的提供或溶解铁离子和植物提取物的组合以制备纳米颗粒可以在100摄氏度下进行。例如，室温可以是在人类可以忍受的范围内的温度。例如，温度大于或等于水的冰点和小于或等于水的冰点和低于或等于地球表面自然出现的最高温度的温度可以被认为是室内温度。例如，房间压力可以是大于或等于地球表面上发生的最小值的压力，小于或等于地球表面上发生的最大值。纳米铁-多酚螯合颗粒可以有效的浓度存在于应用中，例如水和废水处理、土壤和地下水修复、空气污染处理、医学诊断测试、医用材料、靶向药物输送、化学合成反应的催化、污染控制或监测装置、燃料电池或电子设备的分析。纳米铁-多酚螯合颗粒可以具有大约5和大约500纳米的平均直径。螯合剂，植物提取物，可以由例如桉树、迷迭香、鼠尾草、茶叶及其组合的来源提供。在此，除非另有说明，植物提取物的来源应被理解为提及产品或物质，以及来源、与源相关的植物成分，以及衍生产品或材料的加工中间物、副产物和废物。溶解的铁离子可以由包括铁盐、三氯化铁、硫酸亚铁、硝酸铁和它们的组合的物质提供。附图说明图1显示了用桉树(A)、千层白(B)和迷迭香(C)叶合成的纳米铁-多酚螯合颗粒的TEM图像。图2给出了Fe-PNPS的化学结构。R基团通常是H，OH，没食子基酯，或碳水化合物基团，取决于化合物。图3给出了Fe-PNPS和模型的FeK边得到的实验XANES谱。图4给出了在Fek边处得到的Fe-PNPS的K提取EXAFS信号。图5显示了桉树(A)、千层白(B)和迷迭香(C)叶合成的铁磷NP的EDX光谱。图6给出了桉树(A)、千层白(B)和迷迭香(C)叶合成的铁磷NP的XRD谱图。图7给出了桉树(A)、白千层(B)和迷迭香(C)叶合成的铁磷NP的红外光谱。具体实施方式纳米铁-多酚复合颗粒的绿色合成。根据本专利技术的方法使用含有多酚的植物提取物，所述多酚能够在溶解的铁物质存在下形成纳米颗粒。当植物提取物与溶解的铁物质混合时，反应几乎是瞬时的。该植物主要提取酚类化合物。溶解铁的例子是三氯化铁、硫酸亚铁和硝酸铁。合成的纳米颗粒是铁-多酚螯合工业适用性纳米铁-多酚螯合物颗粒去除水中染料的研究以100克桉叶为原料，在80℃下加入500毫升米叶水1h，制备植物叶提取物，经沉淀1h后，真空过滤。通过在1L米水中加入16.23克的三氯化铁，制备了0.10μm的传统絮凝剂FeCl3，并将其加入到0.1μm的三氯化铁溶液中，体积比为1∶2。Fe-PNPS的形成以黑色为标志。本文报道了Fe-PNPS中的铁剂量。用260毫克酸性黑194溶解于200毫升毫Q水中，制备含1.3g/L酸性黑194的溶液。将一系列体积Fe-PNPS(0.1、0.2、0.3、0.6、0.9和1.2毫升)加入小瓶50毫升水中，并与1毫升染料溶液接触，染料溶液具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备纳米铁‑多酚螯合颗粒的方法，包括：提供包含铁离子的溶液；提供包含多酚或天然溶剂或表面活性剂的植物提取物；并将铁溶液和植物提取物结合以产生铁纳米螯合颗粒。

【技术特征摘要】
1.一种制备纳米铁-多酚螯合颗粒的方法，包括：提供包含铁离子的溶液；提供包含多酚或天然溶剂或表面活性剂的植物提取物；并将铁溶液和植物提取物结合以产生铁纳米螯合颗粒。2.权利要求1的方法，其中提供包含铁离子的溶液，提供植物提取物，以及铁离子溶液和植物提取物的组合，以生产纳米铁-多酚螯合物颗粒，在100摄...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志强，
申请(专利权)人：浙江田成环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33