[发明专利]一种液氮低温处理商业铁粉增强其还原去除污染物能力的方法

说明书

本发明涉及一种液氮低温处理商业铁粉增强其还原去除污染物能力的方法。由于商业铁粉在制备和储存的过程极易被氧化，表面覆盖一层纳米级厚度的氧化铁，从而使其还原能力极大地降低。本发明的目的就是采用简便易行的方法解决商业铁粉活性差的问题。该方法为：将商业铁粉骤冷处理，得到还原去除污染物能力增强的商业铁粉。骤冷处理使铁粉表面的氧化层开裂，暴露出内部(底层)的活性零价铁。本发明提供的液氮低温处理商业铁粉的方法相对于其它化学或物理方法而言，简便易行，而且具有高效、无污染及环境友好的特点，解决了目前商业铁粉处理污染物活性低的问题，有望在环境污染治理方面得到广泛应用。

技术领域

本发明属于环境化学领域，具体涉及水体中高价态有毒污染物的控制和修复，适用于印染、工业、核工业等领域废水的处理。

背景技术

在当今21世纪，环境污染一直是全世界人类面对的一大难题。过去几十年的经济发展一直伴随着自然资源的过度开采和三废的乱排乱弃等，导致了一系列生态环境恶化问题。比如癌症村的出现，畸形儿的增多，重大疾病的低龄化，生存环境的恶化等，使人们不得不关注与自己生生相息的环境问题。特别对废水的治理问题，一直是科研工作者的研究重点。

零价铁具有高还原性，环境友好的特点，二十年来广泛用于废水和污染地下水的治理。其原理是利用零价铁的还原性，在还原污染物的同时，其本身部分或全部被氧化成氧化铁。但是商业铁粉在制备和储存的过程中极易被氧化，覆盖在铁粉表面的氧化层抑制了内部电子向外传输的能力，导致其还原性能大大地减弱或消失。为了去除其表面的氧化铁，常常采用酸洗(Agrawal,A.,et al.Environ.Sci.Technol.1996,30(1),153-160)，还原剂还原(Liou,Y.H.,et al.J.Hazard.Mater.2005,126(1-3),189-194)和超声剥离(Hung,H.M.,et al.Environ.Sci.Technol.2000,34(9),1758-1763)等，这些处理方法的原理是用酸溶解氧化层，用还原剂还原氧化层，或物理方法把氧化层剥离掉。虽然这些方法在一定程度上提高了铁粉还原去除污染物的能力，但也存在着处理铁粉过程中带来的二次污染，同时也存在着耗时耗能的弊端。

本研究的目的是寻求一种简单易操作，无污染，耗能低的物理方法，大幅度提高铁粉的还原性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术商业铁粉还原去除污染物活性低的问题，提供一种操作简单，无污染的液氮低温处理商业铁粉增强其还原去除污染物能力的方法。本发明解决了由于商业铁粉表面氧化层的存在导致其还原能力差的问题，经液氮低温处理后的商业铁粉对于水体污染物的去除具有高效、环境友好、无二次污染等优点。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

一种液氮低温处理商业铁粉增强其还原去除污染物能力的方法，其特征在于：将商业铁粉骤冷处理，得到还原去除污染物能力增强的商业铁粉。骤冷处理使铁粉表面的氧化层骤冷开裂，暴露出内部(底层)的活性零价铁。

按上述方案，所述的骤冷处理是将商业铁粉置于液氮中浸泡处理。

按上述方案，所述的骤冷处理时间为10-30min，一般以处理时间20min为最佳。

按上述方案，所述骤冷处理是将商业铁粉置于装有液氮的杜瓦瓶内浸泡，之后将杜瓦瓶内多余的液氮倒回液氮瓶内回收利用，待残余的液氮挥发完，倒出铁粉，在氮气保护下烘干。

按上述方案，所述的商业铁粉的颗粒大小，形貌和存放时间无要求。

按上述方案，所述的污染物包括但不限于六价铬，溴酸盐，铀酰离子。能被铁粉还原去除的污染物都可以在液氮处理后的铁粉强还原作用下去除效果进一步加强。

一种利用商业铁粉还原去除污染物的方法，将商业铁粉按照上述方法骤冷处理后得到还原去除污染物能力增强的商业铁粉，然后将其加入到污染物中，进行污染物的去除。