一种合成粉煤灰负载的纳米零价铁的方法及原位修复方法技术

本发明专利技术涉及一种合成粉煤灰负载的纳米零价铁的方法及原位修复方法。主要包括：制备绿茶提取液，制备铁盐‑粉煤灰混合液，在室温条件下，氮气气氛中，将铁盐‑粉煤灰混合液滴加至绿茶提取液中，溶液立即出现黑色说明反应进行，对溶液搅拌后，获得纳米零价铁悬浮液，备用，将纳米零价铁悬浮液进行离心分离，获得纳米零价铁固体，将所述纳米零价铁固体清洗后进行真空干燥，干燥后，经研磨过筛后，得到纳米零价铁颗粒。上述方法有利于环境保护，操作简洁且成本低廉。同时对工业废物粉煤灰进行了回收利用。可用于原位修复受污染的土壤和地下水。

A method of synthesizing nano-zero-valent iron loaded with fly ash and its in-situ repair

【技术实现步骤摘要】
一种合成粉煤灰负载的纳米零价铁的方法及原位修复方法
本专利技术涉及纳米材料的绿色合成及改性方法与净水
，具体涉及一种合成粉煤灰负载的纳米零价铁的方法及重金属污染的土壤或地下水的原位修复方法。
技术介绍
目前，工业化和城市化增加了各种污染物的含水浓度，这些污染物对人类健康和环境有害。因此，重金属污染的土壤或水域的修复已成为重要的环境问题。纳米零价铁作为一种环保功能材料，广泛应用于环境修复。它们的高表面积与其高反应性相关，使其成为能够转化/降解土壤和水中污染物的优异材料。在过去的十五年里，纳米零价铁因其在土壤和水域修复中作为纳米材料的应用而受到科学界的关注。然而，由于大多数纳米零价铁合成方法属于物化制备法，其生态毒性相对较大，污染较大，未能受到普遍接受。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统的纳米零价铁合成方法污染较大的问题，提供一种合成粉煤灰负载的纳米零价铁的方法。一种合成粉煤灰负载的纳米零价铁的方法，包括:S100、制备绿茶提取液：将绿茶的茶叶加入脱氧去离子水中，在密封条件下水浴，水浴结束后静置，待液体温度冷却至室温后进行真空抽滤，得到绿茶提取液，备用；S200、制备铁盐-粉煤灰混合液：将铁盐溶解在脱氧去离子水中，获得铁盐溶液，将粉煤灰溶解在脱氧去离子水中，获得粉煤灰溶液，将铁盐溶液和粉煤灰溶液混合，得到铁盐粉煤灰混合液，备用；S300、制备粉煤灰负载纳米零价铁：在室温条件下，氮气气氛中，将铁盐-粉煤灰混合液滴加至绿茶提取液中，溶液立即出现黑色说明反应进行，对溶液搅拌后，获得粉煤灰负载纳米零价铁悬浮液，备用；S400、获得粉煤灰负载纳米零价铁颗粒：将纳米零价铁悬浮液进行离心分离，获得粉煤灰负载纳米零价铁固体，将所述粉煤灰负载纳米零价铁固体清洗后进行真空干燥，干燥后，经研磨过筛后，得到粉煤灰负载纳米零价铁颗粒。上述方法有利于环境保护，操作简洁且成本低廉。同时对工业废物粉煤灰进行了回收利用。在其中一个实施例中，所述步骤S100中，所述的脱氧去离子水是在去离子水中通入30min氮气所制得，所述在密封条件下水浴，水浴温度为80℃，水浴时间为30-60min。在其中一个实施例中，所述步骤S100中，所述将绿茶的茶叶加入脱氧去离子水中，按照以下配比加入：每1L脱氧去离子水中加入的茶叶量为10-100g，绿茶提取液在反应中充当还原剂。在其中一个实施例中，所述步骤S200中，所述铁盐为水合硫酸铁。在其中一个实施例中，所述步骤S200中，所述铁盐-粉煤灰混合液中的铁盐和粉煤灰的质量比为1:0.25-1:2。在其中一个实施例中，所述步骤S400中，所述真空干燥的干燥时间为12h，干燥温度为50℃，所述清洗为用无水乙醇清洗3次，所述研磨过筛为研磨过100目筛。一种原位修复方法，其特征在于：根据权利要求1至6中任意一项所述的方法制备粉煤灰负载纳米零价铁颗粒，使用所述粉煤灰负载纳米零价铁颗粒原位修复重金属污染的土壤和地下水。附图说明图1是本专利技术的实施例的方法制备的粉煤灰负载纳米零价铁(CFA-nZVI)以及粉煤灰(CFA)和单独的纳米零价铁(nZVI)的XRD衍射图，。图2是本专利技术的实施例的方法制备的粉煤灰负载纳米零价铁、粉煤灰以及单独的纳米零价铁的红外光谱图。图3是粉煤灰的SEM图。图4是本专利技术的实施例的方法制备的粉煤灰负载纳米零价铁的SEM图。图5是单独的纳米零价铁的TEM图。图6是本专利技术的实施例的方法制备的粉煤灰负载纳米零价铁的TEM图。图7是本专利技术的实施例的方法制备的粉煤灰负载纳米零价铁的24h内的沉降曲线图。图8是本专利技术中使用不同负载比(铁盐:粉煤灰＝1:0.25,1:0.5,1:1,1:2)合成的粉煤灰负载纳米零价铁在NaCl背景溶液(10.0mM)，pH为6.0时，对六价铬的去除量柱状图。图9是本专利技术中不同pH(4.0,5.0,6.0,7.0,8.0)时,使用1:0.5比例合成的粉煤灰负载纳米零价铁在NaCl背景溶液(10.0mM)下，对六价铬的去除量柱状图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本专利技术的实施例提供了一种合成粉煤灰负载的纳米零价铁的方法，包括:S100、制备绿茶提取液：将绿茶的茶叶加入脱氧去离子水中，在密封条件下水浴，水浴结束后静置，待液体温度冷却至室温后进行真空抽滤，得到绿茶提取液，备用；S200、制备铁盐-粉煤灰混合液：将铁盐溶解在脱氧去离子水中，获得铁盐溶液，将粉煤灰溶解在脱氧去离子水中，获得粉煤灰溶液，将铁盐溶液和粉煤灰溶液混合，得到铁盐粉煤灰混合液，备用；S300、制备粉煤灰负载纳米零价铁：在室温条件下，氮气气氛中，将铁盐-粉煤灰混合液滴加至绿茶提取液中，溶液立即出现黑色说明反应进行，对溶液搅拌后，获得粉煤灰负载纳米零价铁悬浮液，备用；S400、获得粉煤灰负载纳米零价铁颗粒：将纳米零价铁悬浮液进行离心分离，获得粉煤灰负载纳米零价铁固体，将所述粉煤灰负载纳米零价铁固体清洗后进行真空干燥，干燥后，经研磨过筛后，得到粉煤灰负载纳米零价铁颗粒。上述方法有利于环境保护，操作简洁且成本低廉。同时对工业废物粉煤灰进行了回收利用。上述方法的原理如下:绿茶提取液中富含的多酚具有高还原能力，并能确保将三价铁和二价铁还原为纳米零价铁，同时绿茶提取液会聚集在纳米零价铁的表面，通过注入的粉煤灰加以负载，从而生成粉煤灰负载的纳米零价铁。这种绿色合成方法还通过提取物中存在的多酚的封端作用增强了纳米零价铁的稳定性。延迟了团聚过程并提高了纳米零价铁的反应性和去除效率。本实施例中，所述步骤S100中，所述的脱氧去离子水是在去离子水中通入30min氮气所制得，所述在密封条件下水浴，水浴温度为80℃，水浴时间为30-60min。本实施例中，所述步骤S100中，所述将绿茶的茶叶加入脱氧去离子水中，按照以下配比加入：每1L脱氧去离子水中加入的茶叶量为10-100g，绿茶提取液在反应中充当还原剂。本实施例中，所述步骤S200中，所述铁盐为水合硫酸铁。本实施例中，所述步骤S200中，所述铁盐-粉煤灰混合液中的铁盐和粉煤灰的质量比为1:0.25-1:2。本实施例中，所述步骤S400中，所述真空干燥的干燥时间为12h，干燥温度为50℃，所述清洗为用无水乙醇清洗3次，所述研磨过筛为研磨过100目筛。本专利技术的实施例还提供了一种原位修复方法，根据本专利技术的上述方法制备粉煤灰负载纳米零价铁颗粒，使用所述粉煤灰负载纳米零价本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合成粉煤灰负载的纳米零价铁的方法，其特征在于，包括:S100、制备绿茶提取液：将绿茶的茶叶加入脱氧去离子水中，在密封条件下水浴，水浴结束后静置，待液体温度冷却至室温后进行真空抽滤，得到绿茶提取液，备用；S200、制备铁盐‑粉煤灰混合液：将铁盐溶解在脱氧去离子水中，获得铁盐溶液，将粉煤灰溶解在脱氧去离子水中，获得粉煤灰溶液，将铁盐溶液和粉煤灰溶液混合，得到铁盐粉煤灰混合液，备用；S300、制备粉煤灰负载纳米零价铁：在室温条件下，氮气气氛中，将铁盐‑粉煤灰混合液滴加至绿茶提取液中，溶液立即出现黑色说明反应进行，对溶液搅拌后，获得粉煤灰负载纳米零价铁悬浮液，备用；S400、获得粉煤灰负载纳米零价铁颗粒：将纳米零价铁悬浮液进行离心分离，获得粉煤灰负载纳米零价铁固体，将所述粉煤灰负载纳米零价铁固体清洗后进行真空干燥，干燥后，经研磨过筛后，得到粉煤灰负载纳米零价铁颗粒。

【技术特征摘要】
1.一种合成粉煤灰负载的纳米零价铁的方法，其特征在于，包括:S100、制备绿茶提取液：将绿茶的茶叶加入脱氧去离子水中，在密封条件下水浴，水浴结束后静置，待液体温度冷却至室温后进行真空抽滤，得到绿茶提取液，备用；S200、制备铁盐-粉煤灰混合液：将铁盐溶解在脱氧去离子水中，获得铁盐溶液，将粉煤灰溶解在脱氧去离子水中，获得粉煤灰溶液，将铁盐溶液和粉煤灰溶液混合，得到铁盐粉煤灰混合液，备用；S300、制备粉煤灰负载纳米零价铁：在室温条件下，氮气气氛中，将铁盐-粉煤灰混合液滴加至绿茶提取液中，溶液立即出现黑色说明反应进行，对溶液搅拌后，获得粉煤灰负载纳米零价铁悬浮液，备用；S400、获得粉煤灰负载纳米零价铁颗粒：将纳米零价铁悬浮液进行离心分离，获得粉煤灰负载纳米零价铁固体，将所述粉煤灰负载纳米零价铁固体清洗后进行真空干燥，干燥后，经研磨过筛后，得到粉煤灰负载纳米零价铁颗粒。2.根据权利要求1所述的合成粉煤灰负载的纳米零价铁的方法，其特征在于，所述步骤S100中，所述的脱氧去离子水是在去离子水中通入30min氮气所制得，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐楠，王诗琪，章沫，
申请(专利权)人：苏州科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32