[发明专利]一种催化NaBH4

说明书

一种催化NaBH₄同步产氢、除Cr(Ⅵ)的方法，属于污水处理技术领域。所述方法为：Fe‑Al‑Si复合物的制备：将粉煤灰和HCl超声提取30mim，固液分离后，将粉煤灰浸出液中(Al+Fe)/Si摩尔比调至(6.5+0.3)/2.5；向粉煤灰浸出液中加入溶液，使得粉煤灰浸出液的pH为2.0~3.0；打开磁力搅拌，使用NaOH溶液调节pH为6~7，即得到絮状Fe‑Al‑Si复合物沉淀；多次洗涤絮状Fe‑Al‑Si复合物沉淀，直至滤液中无杂质离子，再经干燥、研磨即得到粉末状Fe‑Al‑Si复合物；将粉末状Fe‑Al‑Si复合物与NaBH₄、含铬废水按照一定的质量比例混合。本发明的优点是：Fe‑Al‑Si复合物的加入，有助于同时实现低温下同步催化NaBH₄高效产H₂及高效除Cr(Ⅵ)的目的，在30℃条件下，氢气转化率由32.04%提高到80.70%，Cr_T的去除率由46.72%升至98.96%。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种催化NaBH₄同步产氢、除Cr(Ⅵ)的方法。

背景技术

铬元素广泛分布于地壳中，其含铬化合物广泛用于电镀防锈防腐、冶金、药物合成、皮革鞣制、纺织和印染颜料制造及木料防腐等领域。目前，六价铬污染已经成为一个国际性环境问题，许多国家如中国、美国、墨西哥、印度、南非、新喀里多尼亚等受铬污染的影响。地下水和地表水是宝贵的淡水资源，尽管有人认为可溶及不可溶的Cr(III)在自然条件下可以转化成六价铬，但是，冶炼、电镀和皮革等企业不达标含铬废水的排放和泄漏是造成水体中铬污染的主要原因，因此从源头控制铬污染是十分必要的。

目前，Cr(Ⅵ)处理方法有很多，化学还原法作为传统工艺，具有设备简单、易于操作、去除效果好，铬泥可回收等优点，仍然是大多数水厂处理高浓度含Cr(Ⅵ)废水的首选。但是，化学还原法研究进展缓慢，存在渣多、难沉、还原剂过量投加、终点pH控制要求高等问题。强酸条件有利于提高Cr(Ⅵ)的电极电势，加快氧化还原反应速度与增强Cr(Ⅵ) 还原程度。过量还原剂可以弥补还原剂在水中发生副反应的消耗，但是，向水体中加入还原剂去除水体中Cr(Ⅵ)的同时，一定程度上会产生另一种低毒废水，减少还原剂的使用，从环保的角度讲可减少另一种废水的产生。因还原前需投加大量的酸，为使还原生成的三价铬生成沉淀，需要加碱调节体系终点pH，且需要严格控制终点pH，以避免三价铬在碱性条件下重新溶解，造成总铬不达标的情况。为减少污泥产量，往往用NaOH来调终点 pH，但Cr(OH)₃难沉，为增强去除效果，可辅助聚丙烯酰胺/聚合氯化铝/聚合硫酸铁等絮凝剂或助凝剂。

NaBH₄为一种温和的还原剂，其水解过程伴随着还原和产H₂过程，可直接用于Cr(VI) 的还原。高初始pH条件下，通过催化作用提高NaBH₄水解能力，可减少NaBH₄还原和 Cr(VI)氧化能力对H⁺的依赖，省去强酸条件和调碱步骤，同时得到高附加值副产物H₂，最终达到试剂和污泥减量化及NaBH₄资源化的目的。NaBH₄作为低毒、质轻的还原剂有广泛的应用前景。