專利名稱：空氣穩(wěn)定納米鐵去除水體中六價鉻污染的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及納米技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是一種空氣穩(wěn)定納米鐵去除水體中 六價鉻污染的方法。
背景技術(shù)：
鉻及其化合物是冶金工業(yè)、金屬加工、電鍍、制革、油漆、顏料、印染、 制藥、照相制版等行業(yè)必不可少的原料。由于不能對這些行業(yè)產(chǎn)生的含鉻廢 水進(jìn)行有效的控制和不合理排放，常常導(dǎo)致許多地區(qū)的地表水和地下水存在
著嚴(yán)重的鉻污染現(xiàn)象。水體中鉻主要以Cr(III)和Cr(VI)兩種形態(tài)存在。Cr(VI) 的溶解度和遷移性較大，具有致癌、致畸和致突變作用，因此，Cr(VI)污染的 修復(fù)技術(shù)受到了人們的廣泛關(guān)注。近年來，國內(nèi)外研究人員研究開發(fā)了一些 具有實用意義的工程技術(shù)方法，其中用零價鐵以及納米級零價鐵還原去除水 體中的Cr(VI)是一個非?；钴S的研究領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用空氣穩(wěn)定納米鐵 修復(fù)水體中六價鉻污染的方法，該納米鐵可以與水體中的Cr(VI)發(fā)生還原反 應(yīng)，形成鐵氧體共沉淀，從而達(dá)到修復(fù)污染的目的。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的
一種空氣穩(wěn)定納米鐵去除水體中六價鉻污染的方法，該方法包括以下步
常溫常壓下，向初始濃度為40mg/L的Cr(VI)溶液中投加新制備的納米鐵 和在空氣中放置兩個月的納米鐵，使納米鐵的濃度均為0.4-0.6g/ L,反應(yīng) 100-200min，反應(yīng)體系的pH值為4-8。
本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果是
1. 由于納米鐵粒徑小，比表面積大，反應(yīng)活性高，因此，與普通鐵粉相
比可以更加快速地還原Cr(VI)，在常溫常壓下發(fā)生還原反應(yīng)，僅僅在100分 鐘內(nèi)，Cr(VI)的去除率均能達(dá)到78。/。以上。在體系pH值較低的條件下，去除 效果較好。該產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于環(huán)境污染處理和環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域，具有很好的 市場前景。
2. 該納米鐵在空氣中存放后活性并未受到太大影響，這種納米鐵便于使 用和運輸。
3.納米鐵價格低廉，在常溫常壓下就可以去除水體中的Cr(VI)，需要設(shè)備簡單，操作方便，具有運行成本低的特點。
4.通過簡單調(diào)節(jié)體系的pH值就可以在更短的時間里達(dá)到滿意的去除效 果，無需外加其他試劑，不會對環(huán)境造成二次污染。


圖1為本發(fā)明采用的納米鐵透射電鏡照片；
圖2為本發(fā)明采用的納米鐵在空氣中存放兩個月前后活性對比圖(與普通 鐵粉相比)；
圖3為本發(fā)明不同納米鐵濃度下Cr(VI)殘留濃度的示意圖； 圖4為本發(fā)明不同pH值條件下Cr(VI)殘留濃度的示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明通過以下實施例結(jié)合附圖進(jìn)一步詳述，但本實施例所敘述的技術(shù) 內(nèi)容是說明性的，而不是限定性的，不應(yīng)依此來局限本發(fā)明的保護(hù)范圍。
本發(fā)明所使用的納米鐵由實驗室合成，該產(chǎn)品已申請專利，申請?zhí)枮?br> 200810052476.4，其透射電鏡照片如圖1所示。納米鐵粒子為球形或橢圓形， 粒徑的分布范圍為20-80nm，平均粒徑為60nm。將初始濃度為40 mg/L的Cr (VI) 溶液加入到100 ml血漿瓶中，投加納米鐵，調(diào)節(jié)體系的pH值然后將血漿瓶 放入搖床在常溫常壓下振蕩(220轉(zhuǎn)/分)。根據(jù)預(yù)先設(shè)定的時間取樣，水樣經(jīng) 0.22um濾膜過濾后采用二苯碳酰二肼分光光度法測定水樣中殘留Cr(VI)的 濃度。
實施例1:向初始濃度為40mg/L的Cr(VI)溶液中投加新制備的納米鐵， 在空氣中放置兩個月的納米鐵和普通鐵粉，使納米鐵的濃度均為0.5g/ L，鐵 粉的濃度為3g/L，如圖2所示。在140分鐘內(nèi)，兩種納米鐵對Cr(VI)的去除 率均可以達(dá)到95%以上，并且在空氣中存放后納米鐵的活性并未受到太大影 響，其對Cr(VI)的去除效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于普通鐵粉。
實施例2:向初始濃度為40mg/L的Cr(VI)溶液中投加新制備的納米鐵，如 圖3所示，當(dāng)納米鐵濃度分別為0.4， 0.5和0.6g/L時，在100分鐘內(nèi)，Cr(VI)的去 除率分別為78%， 95%和100%。
實施例3:向初始濃度為40mg/L的Cr(VI)溶液中投加新制備的納米鐵，如 圖4所示，在60min內(nèi)，當(dāng)pH值為4時，Cr(VI)的去除率為98X;當(dāng)pH值為8時， Cr(VI)的去除率降為58X。即零價鐵還原Cr(VI)的速率隨pH值的增大而減小。
反應(yīng)的方程式為
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+
權(quán)利要求
1.一種空氣穩(wěn)定納米鐵去除水體中六價鉻污染的方法，其特征在于該方法包括以下步驟常溫常壓下，向初始濃度為40mg/L的Cr(VI)溶液中投加新制備的納米鐵和在空氣中放置兩個月的納米鐵，使納米鐵的濃度均為0.4-0.6g/L，反應(yīng)100-200min，反應(yīng)體系的pH值為4-8。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用空氣穩(wěn)定納米鐵去除水體中六價鉻污染的方法。該納米鐵在空氣中存放兩個月后活性并未受到影響，其去除效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于普通鐵粉。40mg/L的Cr(VI)溶液加入0.4-0.6g/L的納米鐵，在常溫常壓下發(fā)生還原反應(yīng)，僅僅在100分鐘內(nèi)，Cr(VI)的去除率均能達(dá)到78％以上。在體系pH值較低的條件下，去除效果更好。納米鐵與普通鐵粉相比，粒徑小，比表面積大，在與Cr(VI)的反應(yīng)中具有較高的活性，大大縮短了反應(yīng)時間。該產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于環(huán)境污染處理和環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域，具有很好的市場前景。
文檔編號C02F1/70GK101560010SQ20081005276
公開日2009年10月21日 申請日期2008年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月16日
發(fā)明者李鐵龍, 兵 耿, 金朝暉 申請人:南開大學(xué)