[发明专利]改性铁铜双金属纳米颗粒处理六价铬水体的方法

说明书

本发明公开了一种改性铁铜双金属纳米颗粒处理六价铬水体的方法，包括以下步骤：将改性铁铜双金属纳米颗粒与六价铬水体混合进行恒温处理，完成对六价铬水体的处理，其中改性铁铜双金属纳米颗粒包括壳聚糖和铁铜双金属纳米颗粒，壳聚糖包覆在铁铜双金属纳米颗粒表面。本发明中，采用改性铁铜双金属纳米颗粒处理六价铬水体具有操作简便、成本低廉、处理周期短、反应效率高等优点，能够处理高浓度的Cr(VI)污染地下水，且对pH适用范围广，是一种具有较好应用前景的能够有效去除地下水中的Cr(VI)的新型修复方法。

技术领域

本发明属于六价铬污染水体的治理领域，涉及一种处理六价铬水体的方法，具体涉及一种改性铁铜双金属纳米颗粒处理六价铬水体的方法。

背景技术

随着经济的快速发展和城镇化进程的加快，大量未处理工业废水，固体废弃物的任意堆放，以及大量农药、化肥的使用，使得多种重金属持续不断地进入环境，渗入地下水。重金属作为一种持久性污染物已经受到了广泛关注和重视。由于重金属具有高稳定性和难降解性，难于治理。因此，治理重金属污染废水已经成为全球性环境难题，对其治理迫在眉睫。

制革、纺织品加工以及电镀行业，产生大量含铬废水，这些废水未经处理直接排入水体，渗入地下水，造成地下水遭受六价铬污染。由于六价铬具有强氧化性，且易在人体内富集，危害环境及人体健康。六价铬具有致畸，致癌，致突变的风险，它通过消化道，呼吸道和皮肤和脂膜进入人体，主要积累在肝，肾和内分泌腺中，造成慢性中毒。目前，国内外治理六价铬污染地下水常用方法为抽出处理法和原位修复法。抽出处理法主要包括吸附法、药剂还原-沉淀法、电解法、生物法，这些方法存在操作复杂，价格昂贵，处理效果有限，且需要施加额外的化学试剂，可能对生态系统有潜在的危害。与这些现有技术相比，纳米技术用于处理六价铬水体具有广阔的应用前景，其关键在于获得一种具有分散性好、还原性强、使用寿命长的纳米材料。纳米零价铁作为一种常用的纳米材料，被广泛应用于治理重金属污染废水中，但是纳米零价铁在实际的场地应用中存在以下问题：在使用过程中容易团聚、易被氧化，限制了纳米零价铁的迁移性和还原性，从而影响材料的反应活性和处理效率。与纳米零价铁相比，双金属纳米零价铁可以明显提高反应活性和处理效率，但是双金属纳米零价铁在使用过程中仍然存在易团聚、易被氧化等问题，无法满足实际应用需求，且现有的双金属纳米零价铁多以贵金属作为掺杂成分，贵金属价格昂贵，还可能存在潜在的生态毒性。针对上述问题，现有技术中通过采用淀粉或羧甲基纤维素钠对双金属纳米零价铁材料进行改性，虽然在一定程度上缓解了双金属纳米零价铁存在的易团聚、易被氧化等问题，但是这些改性双金属纳米零价铁材料的颗粒粒径较大、分散不均匀、活性不高，用于修复重金属污染地下水时仍未能获得较好的修复效果。另外，这些改性双金属纳米零价铁的制备方法存在制备过程复杂、制备成本高、所用分散剂难以生物降解等问题，限制了材料在治理重金属污染地下水领域的推广和应用。因此，如何全面改善现有双金属纳米零价铁材料中存在的问题，以获得一种分散性好、还原性强、使用寿命长的改性铁铜双金属纳米材料对于治理六价铬污染水体具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种操作简便、成本低廉、处理周期短、反应效率高的改性铁铜双金属纳米颗粒处理六价铬水体的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种改性铁铜双金属纳米颗粒处理六价铬水体的方法，包括以下步骤：将改性铁铜双金属纳米颗粒与六价铬水体混合进行恒温处理，完成对六价铬水体的处理；所述改性铁铜双金属纳米颗粒包括壳聚糖和铁铜双金属纳米颗粒，所述壳聚糖包覆在铁铜双金属纳米颗粒表面。

上述的方法中，进一步改进的，所述壳聚糖与铁铜双金属纳米颗粒的质量比为1％～4％。

上述的方法中，进一步改进的，所述改性铁铜双金属纳米颗粒的粒径为5nm～20nm。

上述的方法中，进一步改进的，所述改性铁铜双金属纳米颗粒的制备包括以下步骤：