空气稳定纳米铁去除水体中六价铬污染的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用空气稳定纳米铁去除水体中六价铬污染的方法。该纳米铁在空气中存放两个月后活性并未受到影响，其去除效果远远好于普通铁粉。４０ｍｇ／Ｌ的Ｃｒ（Ⅵ）溶液加入０．４－０．６ｇ／Ｌ的纳米铁，在常温常压下发生还原反应，仅仅在１００分钟内，Ｃｒ（Ⅵ）的去除率均能达到７８％以上。在体系ｐＨ值较低的条件下，去除效果更好。纳米铁与普通铁粉相比，粒径小，比表面积大，在与Ｃｒ（Ⅵ）的反应中具有较高的活性，大大缩短了反应时间。该产品可广泛应用于环境污染处理和环境修复领域，具有很好的市场前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米技术应用领域，尤其是一种空气稳定纳米铁去除水体中 六价铬污染的方法。
技术介绍
铬及其化合物是冶金工业、金属加工、电镀、制革、油漆、颜料、印染、 制药、照相制版等行业必不可少的原料。由于不能对这些行业产生的含铬废 水进行有效的控制和不合理排放，常常导致许多地区的地表水和地下水存在着严重的铬污染现象。水体中铬主要以Cr(III)和Cr(VI)两种形态存在。Cr(VI) 的溶解度和迁移性较大，具有致癌、致畸和致突变作用，因此，Cr(VI)污染的 修复技术受到了人们的广泛关注。近年来，国内外研究人员研究开发了一些 具有实用意义的工程技术方法，其中用零价铁以及纳米级零价铁还原去除水 体中的Cr(VI)是一个非常活跃的研究领域。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用空气稳定纳米铁 修复水体中六价铬污染的方法，该纳米铁可以与水体中的Cr(VI)发生还原反 应，形成铁氧体共沉淀，从而达到修复污染的目的。本专利技术是通过以下技术方案来实现的一种，该方法包括以下步常温常压下，向初始浓度为40mg/L的Cr(VI)溶液中投加新制备的纳米铁 和在空气中放置两个月的纳米铁，使纳米铁的浓度均为0.4-0.6g/ L,反应 100-200min，反应体系的pH值为4-8。本专利技术的优点和有益效果是1. 由于纳米铁粒径小，比表面积大，反应活性高，因此，与普通铁粉相比可以更加快速地还原Cr(VI)，在常温常压下发生还原反应，仅仅在100分 钟内，Cr(VI)的去除率均能达到78。/。以上。在体系pH值较低的条件下，去除 效果较好。该产品可广泛应用于环境污染处理和环境修复领域，具有很好的 市场前景。2. 该纳米铁在空气中存放后活性并未受到太大影响，这种纳米铁便于使 用和运输。3.纳米铁价格低廉，在常温常压下就可以去除水体中的Cr(VI)，需要设备简单，操作方便，具有运行成本低的特点。4.通过简单调节体系的pH值就可以在更短的时间里达到满意的去除效 果，无需外加其他试剂，不会对环境造成二次污染。 附图说明图1为本专利技术采用的纳米铁透射电镜照片；图2为本专利技术采用的纳米铁在空气中存放两个月前后活性对比图(与普通 铁粉相比)；图3为本专利技术不同纳米铁浓度下Cr(VI)残留浓度的示意图； 图4为本专利技术不同pH值条件下Cr(VI)残留浓度的示意图。具体实施例方式本专利技术通过以下实施例结合附图进一步详述，但本实施例所叙述的技术 内容是说明性的，而不是限定性的，不应依此来局限本专利技术的保护范围。本专利技术所使用的纳米铁由实验室合成，该产品已申请专利，申请号为200810052476.4，其透射电镜照片如图1所示。纳米铁粒子为球形或椭圆形， 粒径的分布范围为20-80nm，平均粒径为60nm。将初始浓度为40 mg/L的Cr (VI) 溶液加入到100 ml血浆瓶中，投加纳米铁，调节体系的pH值然后将血浆瓶 放入摇床在常温常压下振荡(220转/分)。根据预先设定的时间取样，水样经 0.22um滤膜过滤后采用二苯碳酰二肼分光光度法测定水样中残留Cr(VI)的 浓度。实施例1:向初始浓度为40mg/L的Cr(VI)溶液中投加新制备的纳米铁， 在空气中放置两个月的纳米铁和普通铁粉，使纳米铁的浓度均为0.5g/ L，铁 粉的浓度为3g/L，如图2所示。在140分钟内，两种纳米铁对Cr(VI)的去除 率均可以达到95%以上，并且在空气中存放后纳米铁的活性并未受到太大影 响，其对Cr(VI)的去除效果远远好于普通铁粉。实施例2:向初始浓度为40mg/L的Cr(VI)溶液中投加新制备的纳米铁，如 图3所示，当纳米铁浓度分别为0.4， 0.5和0.6g/L时，在100分钟内，Cr(VI)的去 除率分别为78%， 95%和100%。实施例3:向初始浓度为40mg/L的Cr(VI)溶液中投加新制备的纳米铁，如 图4所示，在60min内，当pH值为4时，Cr(VI)的去除率为98X;当pH值为8时， Cr(VI)的去除率降为58X。即零价铁还原Cr(VI)的速率随pH值的增大而减小。反应的方程式为Cr2072-+2Fefl + 14H+ ~> 2Cr3++2Fe3++7H20 xCr3++(l-x)Fe3+ +3H20 — CrxFei.x (0H)3 + 3H + xCr3++(l-x)Fe3+ + 2H20 ~> CrxFe1.x(OOH)+3H+本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空气稳定纳米铁去除水体中六价铬污染的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：　常温常压下，向初始浓度为４０ｍｇ／Ｌ的Ｃｒ（Ⅵ）溶液中投加新制备的纳米铁和在空气中放置两个月的纳米铁，使纳米铁的浓度均为０．４－０．６ｇ／Ｌ，反应１００－ ２００ｍｉｎ，反应体系的ｐＨ值为４－８。

【技术特征摘要】
1.一种空气稳定纳米铁去除水体中六价铬污染的方法，其特征在于该方法包括以下步骤常温常压下，向初始浓度为40mg/L的Cr(VI)溶液中投...

【专利技术属性】
技术研发人员：金朝晖，李铁龙，耿兵，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]