一種綠色合成納米零價鐵鎳雙金屬材料的方法及用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及金屬納米顆粒的制備及水體和±壤中六價銘降解的技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè) 及一種綠色合成納米零價鐵儀雙金屬材料的方法及用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國工業(yè)化的發(fā)展，重金屬銘及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域被廣泛應(yīng) 用，并隨著工業(yè)廢物進入環(huán)境當中，已經(jīng)成為環(huán)境中水體和±壤中的一大危害。銘在環(huán)境中 穩(wěn)定存在的有化（III)和化（VI)兩種形態(tài)。其中化（VI)的毒性最大，容易被生物體吸 收，具有強烈的致崎、致癌、致突變效應(yīng)，要比化（III)的毒性高100倍。目前化（VI)的去 除方法主要有化學(xué)還原法、膜分離法、離子交換法、電化學(xué)法、化學(xué)沉淀法和生物法。利用納 米零價鐵進行還原吸附得到廣泛的研究和應(yīng)用。
[000引納米零價鐵是1-lOOnm的鐵顆粒，具有高比表面積，強還原性等特點，因此具有 良好的吸附和反應(yīng)性能。普通納米零價鐵容易氧化團聚失去反應(yīng)活性，納米零價鐵儀雙金 屬能夠有效提高其分散性和反應(yīng)活性。目前常用納米零價鐵的制備方法為液相還原法，使 用強還原劑（化肌4或邸Η4)來還原溶液中的化或化2+離子。NaBH4或邸Η4價格昂貴，而 且具有一定的毒性，所制備的納米零價鐵容易氧化團聚，粒徑不均勻。因此需要開發(fā)出一種 成本低廉、環(huán)境友好納米零價鐵合成方法來滿足環(huán)境修復(fù)的要求。
[0004] 綠茶種植范圍廣，成長速度快，是一種可再生的環(huán)境友好材料。綠茶富含茶多酪、 咖啡堿、糖類、黃酬類化合物，具有很強的抗氧化能力，其提取物在反應(yīng)過程中能夠作為還 原劑，所制備的納米零價鐵具有良好的分散性和穩(wěn)定性，具有廣泛的應(yīng)用前景。目前已有 利用綠茶合成納米零價金、銀、銷和鐵相關(guān)研究，但是利用綠茶提取液制備納米零價鐵儀雙 金屬材料未見報道，本發(fā)明W此為出發(fā)點提出一種綠色合成納米零價鐵儀雙金屬材料的方 案。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽〇化]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種綠色合成納米零價鐵儀雙金屬材 料的方法及用途。W普遍易得的綠茶提取液作為還原劑代替化學(xué)還原劑，大大降低了材料 成本，同時避免了化（VI)修復(fù)過程中對環(huán)境的二次污染，該方法所需的設(shè)備簡單、操作方 便、對環(huán)境友好且無二次污染。所制備出的綠色合成納米零價鐵儀雙金屬材料具有良好的 分散性、穩(wěn)定性和反應(yīng)活性。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種綠色合成納米零價鐵儀雙 金屬材料的方法，包括W下步驟：
[0007] (1)制備綠茶提取液：
[0008] 稱取20-60g綠茶加入到1L蒸饋水中，于60-80°C條件下加熱40-60min，冷卻至室 溫后，過濾得到綠茶提取液；
[0009] 似制備鐵儀混合溶液：
[0010] 將鐵鹽和儀鹽溶于蒸饋水中，制備成鐵儀混合溶液；
[0011] (3)制備綠色合成納米零價鐵儀懸浮液： 陽01引將鐵儀混合溶液加入Ξ口燒瓶中，于25-70°C條件下水浴加熱，并W35化/min攬 拌10-60min，在攬拌過程中，滴加綠茶提取液，繼續(xù)攬拌20min，得到綠色合成納米零價鐵 儀懸浮液；
[0013] (4)制備綠色合成納米零價鐵儀雙金屬材料：
[0014] 使用抽濾法對所得綠色合成納米零價鐵儀懸浮液進行分離，將所得沉淀物在真空 干燥箱中于40-70°C干燥12-4化，得到綠色合成納米零價鐵儀雙金屬材料。
[0015] 其中，步驟（2) - (3)全程通氮氣。
[0016] 優(yōu)選地，鐵鹽和儀鹽的摩爾比為（3-9) : 1。
[0017] 優(yōu)選地，鐵鹽為氯化亞鐵、硫酸亞鐵和硝酸亞鐵中的一種或多種；儀鹽為硫酸儀、 氯化儀和硝酸儀中的一種或多種。
[0018] 優(yōu)選地，步驟（2)中亞鐵離子的濃度為0. 05-0. 2mol/L。
[0019] 優(yōu)選地，綠茶提取液和所述鐵儀混合溶液的體積比為（0. 25-3) :1。
[0020] 第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種綠色合成納米零價鐵儀雙金屬材料用于水處 理的方法，綠色合成納米零價鐵儀雙金屬材料催化降解水體中的化（VI)，包括W下步驟：
[0021] 調(diào)節(jié)含有化（VI)的水體pH= 5,然后加入綠色合成納米零價鐵儀雙金屬材料，振 蕩或攬拌至水體中化（VI)不再降解，過濾分離，濾液調(diào)至中性后排放；
[0022] 其中，水體中化（VI)的濃度為5mg/l，綠色合成納米零價鐵儀雙金屬材料的用量 為0.1-0. 6g/L(與權(quán)利要求所寫范圍不同）。
[0023] 第Ξ方面，本發(fā)明實施例提供了一種改性綠色合成納米零價鐵儀雙金屬懸浮液的 方法，包括W下步驟：
[0024] 將第一方面中綠色合成納米零價鐵儀雙金屬材料研磨成粉，加入蒸饋水后與分散 劑混合，于20化/min25°C條件下攬拌20min，制得改性綠色合成納米零價鐵儀懸浮液。
[0025] 優(yōu)選地，分散劑為聚乙締化咯燒酬、簇甲基纖維素鋼、殼聚糖、海藻酸鋼、吐溫、司 班和β-環(huán)糊精中的一種。 W26] 優(yōu)選地，分散劑占改性綠色合成納米零價鐵儀雙金屬懸浮液總質(zhì)量的 1. 25% -12. 5%。
[0027] 第四方面，本發(fā)明實施例提供了一種改性綠色合成納米零價鐵儀雙金屬懸浮液用 于修復(fù)±壤的方法，改性綠色合成納米零價鐵儀雙金屬懸浮液催化降解±壤中的化（VI)， 包括W下步驟：
[0028] 用含有化（VI)的±壤構(gòu)建±柱，然后用改性綠色合成納米零價鐵儀雙金屬懸浮 液淋溶±柱，直至±壤中的化（VI)不再降解；
[0029] 其中，±壤中化（VI)濃度為180mg/l，改性綠色合成納米零價鐵儀雙金屬懸浮液 濃度為0. 5g/l，淋溶頻率為：每1化淋溶lOOmL改性綠色合成納米零價鐵儀雙金屬懸浮液。
[0030] 本發(fā)明具有W下有益效果：
[0031] (1)本發(fā)明實施例提供的一種綠色合成納米零價鐵儀雙金屬材料具有所需設(shè)備簡 單，工藝簡便，成本低廉等優(yōu)點。
[0032] (2)本發(fā)明實施例提供的一種改性綠色合成納米零價鐵儀雙金屬材料的方法，是 先將綠茶提取液作為生物還原劑制備納米零價鐵儀雙金屬材料，研磨后，再利用分散劑制 得改性綠色合成納米零價鐵儀雙金屬材料，用該方法所制備的改性綠色合成納米零價鐵儀 雙金屬材料具有良好的分散性和穩(wěn)定性，能夠在較長的時間內(nèi)保持反應(yīng)活性。
[0033] (3)本發(fā)明實施例所制備的綠色合成納米零價鐵儀雙金屬材料能去除水體中 化（VI)，通過調(diào)節(jié)銘污染水體的抑、綠色合成納米零價鐵儀雙金屬材料投加量，水體中 化（VI)的去除率能達到97. 70%，且不會造成水體的二次污染。
[0034] (4)本發(fā)明實施例利用所制備的改性綠色合成納米零價鐵儀雙金屬材料懸浮液淋 溶化（VI)污染±壤，能夠有效降低±壤中化（VI)且不會造成二次污染，±壤中化（VI) 的去除率能達到99. 61%。
【附圖說明】
[0035] 圖1為本發(fā)明實施例1提供的綠色合成納米零價鐵儀雙金屬材料的（SEM)圖；
[0036] 圖2為本發(fā)明實施例提供的綠色合成納米零價鐵儀雙金屬材料對水體中化（VI) 的降解曲線；
[0037] 圖3為本發(fā)明實施例提供的綠色合成納米零價鐵儀雙金屬材料對水體中化（VI) 的降解曲線；
[0038] 圖4為本發(fā)明實施例提供的改性綠色合成納米零價鐵儀雙金屬懸浮液淋溶±壤 時淋溶液中化（VI)濃度變化曲線圖。
【具體實施方式】
[0039] 下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述，但本發(fā)明并 不局限于實施例中的描述。 陽040] 實施例1
[0041] (1)制備綠茶提取液：
[0042] 稱取60g綠茶加入到1L蒸饋水中，于80°C條件下加熱40min，冷卻至室溫后，過濾 得到綠茶提取液，備用；
[0043] (2)制備鐵儀混合溶液：
[0044] 將ISmmol硫酸亞鐵和2mmol硫酸儀溶于蒸饋水中，定容至100血，制備成鐵儀混合 溶液；
[0045] (3)制備綠色合成納米零價鐵儀懸浮液：
[0046] 將所述鐵儀混合溶液加入Ξ口燒瓶中，于25°C條件下水浴加熱，并W35化/min攬 拌60min，在攬拌過程中，W8mL/s速度滴加300mL所述綠茶提取液，繼續(xù)攬拌20min，得到 綠色合成納米零價鐵儀懸浮液；
[0047] (4)制備綠色合成納米零價鐵儀雙金屬材料：
[0048] 使用抽濾法對所得綠色合成納米零價鐵儀懸浮液進行分離，將所得沉淀物在真空 干燥箱中于50°C干燥36h，得到綠色合成納米零價鐵儀雙金屬材料。
[0049] 其中，步驟（2) - (3)全程通氮氣。
[0050] 將所得綠色合成納米零價鐵儀雙金屬材料研磨成粉，做掃描電鏡（SEM)檢測，結(jié) 果如圖1所示，本發(fā)明W普遍易得的綠茶提取液作為還原劑代替化學(xué)還原劑，制備到的綠 色合成納米零價鐵儀雙金屬材料，在10000倍電鏡下，顆粒較小，呈珊瑚狀結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)了利 用本發(fā)明實施例的方法制備的綠色合成納米零價鐵儀雙金屬材料具有良好的分散性和穩(wěn) 定性。 陽0川 實施例2
[0052] (1)制備綠茶提取液：
[0053] 稱取20g綠茶加入到1L蒸饋水中，于60°C條件下加熱60min，冷卻至室溫后，過濾 得到綠茶提取液，備用；
[0054] (2)制備鐵儀混合溶液： 陽化日]將5mmol硝酸亞鐵和Immol硝酸儀溶于蒸饋水中，定容至100血，制備成鐵儀混合 溶液；
[0056] (3)制備綠色合成納米零價鐵儀懸浮液：
[0057] 將所述鐵儀混合溶液加入Ξ口燒