[发明专利]用于处理液体和气体中污染物的孔状颗粒复合铁

说明书

一种用于处理液体和气体中无机和有机污染物的孔状颗粒复合铁，通过下述方法得到：将铁或铁和其它金属、硫、吸附剂粉末与聚乙烯醇混合，形成孔状颗粒复合铁。本发明的孔状颗粒产物具有高水渗透率、亲水性、对无机和有机污染物具有高处理活性，该孔状颗粒产物用于过滤器、反应器或地下水原位渗透反应墙以除去污染物。该孔状颗粒铁材料还具有密度低，在处理水过程中不结块，可再生使用的优点。

技术领域

本发明属于化工材料和环保材料制备领域，具体地涉及一种用于处理液体和气体中无机和有机污染物的孔状颗粒铁。

本发明还涉及上述孔状颗粒铁的制备方法。

本发明还涉及上述孔状颗粒铁在处理液体和气体中无机和有机污染物方面的应用。

本发明还涉及上述孔状颗粒铁的再生方法。

背景技术

由于天然和人为来源，地下水、地表水和废水中均可能含有无机和有机有毒化合物，如砷、硒、铀、汞、铬、农药、氯化和硝基有机化学品。为了保护人类健康和环境，必须从饮用水和废水中去除污染物以达到监控标准。

零价铁或金属铁是处理水、土壤和气体中的无机和有机污染物的一种经济有效的材料。纳米颗粒、细粉和粒状铁已用于处理砷、重金属和有机污染物。然而，纳米铁粒子价格较昂贵，并且很容易被氧化。细铁粉水渗透率低，难以用于过滤器和原位渗透反应墙。细铁颗粒在水处理时容易结块。另一方面，大铁颗粒铁屑比表面低，反应活性低。

为解决细铁颗粒水渗透率低和结块问题，美国专利No.6387276用一种将铁粉与砂混合以达到所需渗透率的方法。该混合物用于原位渗透反应墙处理地下水中的砷。

美国专利No.6942807将一个振动装置安装在水过滤容器外壳上，用振动防止过滤器内铁粉在水处理过程中结块。

美国专利No.6602320用一种生产还原铁的方法，包括将含碳还原剂和铁氧化物的原料混合物凝聚成小团聚体，在还原炉里加热该凝聚物，从而还原凝聚体中的氧化铁产生固体还原铁，或进一步加热固体还原铁，熔融还原金属铁颗粒形成小团聚体，同时分离炉渣。

美国专利No.7611637用一种制备球形空心和/或孔状零价铁颗粒的方法，其直径不大于10毫米，孔隙率大于0.1，用于处理受污染的水。使用牺牲基板和热处理方法生产零价铁颗粒，包括步骤：

a)准备一个球形基板材料，该材料在高温可转换为挥发性物质或气体；

b)在该基体表面涂一层铁，其厚度至少为0.25纳米；

c)将所述涂层基板暴露在化学试剂或温度高到足以除去所述基体以形成空心铁颗粒；

d)将所述颗粒中的铁氧化物还原为金属铁。

美国专利No.9452413公开了一种用于处理受污染液体的孔状透水复合材料。该复合材料包括铁颗粒和在该铁颗粒空隙内0.01-10％的和/或活性炭功能物质。该铁体是采用压实和/或热形成一个孔状的铁颗粒结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种孔状颗粒复合铁。

本发明的又一目的是提供一种制备上述孔状颗粒复合铁的方法。

为实现上述目的，本发明提供的孔状颗粒复合铁，通过下述方法得到：

将铁或铁和其它金属、硫、吸附剂粉末与表面改性剂和粘合剂混合，形成孔状颗粒铁，所述孔状颗粒铁表面为亲水性；其中：

其它金属和硫的含量为0.05％-5％，吸附剂粉末与表面改性剂以及粘合剂的含量为0.5％-30％。

本发明提供的制备上述孔状颗粒复合铁的方法，包括以下步骤：