[发明专利]溶解性有机质/Fe3

说明书

本发明公开一种溶解性有机质/Fe₃O₄/碳纳米管复合材料的合成方法及应用，属于材料制备领域；该方法是将Fe₃O₄颗粒和氨基化碳纳米管分散于二氯甲烷和无水乙醇的混合液中；将分散液水浴加热，然后在分散液中加入有机质，氮气保护下搅拌1.5～2.5 h后，用去离子水清洗至洗液为中性，真空干燥制得溶解性有机质/Fe₃O₄/碳纳米管复合材料；本发明充分利用了溶解性有机质和三价铁的良好电子穿梭能力以及氨基化碳纳米管具有优良伸缩性、较大比表面积、能传导电子等特性；本发明方法合成的复合材料不仅能高效介导微生物还原Cr(VI)或甲基橙，也能在两种污染物并存的体系里，发挥出色的介导还原效应；本发明制得的材料对含重金属偶氮染料废水的微生物修复具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种溶解性有机质/Fe₃O₄/碳纳米管复合材料的合成方法，属于材料制备领域。

背景技术

全世界生产的染料80%都用作染色剂，染料废水占工业废水总排放量的10%，而纺织废水是其中最主要的来源之一。据报道，约5-50%的偶氮染料由于未成功着色被排放到环境中，导致水体和土壤受到严重污染。偶氮染料废水具有高稳定性、高色度、可生化性差等特点，进入水体后大幅阻碍光照和氧气传输，影响水生生物的正常生命活动，具有致畸致癌性；重金属铬通常用作媒染剂固色与偶氮染料共存；六价铬极易溶于水，难被胶体吸附，有很强的迁移能力。其剧烈毒性对植物和水生生物造成严重的胁迫。且经过食物链层层累积对人类和其他生物体的生命健康构成极大的威胁。长期暴露在铬污染源严重时会导致“三致”效应（致畸、致突变、致癌）。因此，含重金属偶氮染料废水的处理是一个亟待解决的难题。

已有的国内外处理含重金属染料废水的方法有吸附法、光催化法、电化学法、耦联法以及生物法。其中，生物法具有经济、绿色、高效的特点。其他方法存在以下不足：（1）吸附法总体而言治标不治本，随着自然条件变化，无法保证污染物不解吸再次造成污染；（2）光催化、电化学、耦联法成本高，操作复杂，不利于推广使用；（3）在这些修复过程所使用的材料不易回收造成二次污染。在生物法领域，人们一直以来聚焦于驯化分离优势菌以及添加某些“生物催化剂”，即介导物质。关于介导物质的研究，现阶段注重分别添加各种介导物，缺乏对多个介导物复合材料的协同介导研究。溶解性有机质和铁的介导最为广泛，但处理后留在废水中的溶解性有机质和铁的残余物作为二次污染物反而进一步污染了水体。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本着节约成本、材料易回收和绿色高效的原则，本发明提供了一种制备溶解性有机质/Fe₃O₄/碳纳米管复合材料的方法，然后在含重金属染料废水中验证其高效的介导效应。

本发明通过以下步骤实现发明目的：

（1）将0.05～0.2 g Fe₃O₄颗粒和0.1 g氨基化碳纳米管分散于二氯甲烷和无水乙醇的混合液中，其中二氯甲烷和无水乙醇的混合液中二氯甲烷和无水乙醇体积比为1:0.5～2；

（2）将步骤（1）分散液水浴加热至30～40 ℃，然后在分散液中加入有机质至终浓度为0.2～0.8 mmol/L，氮气保护下搅拌1.5～2.5 h后，用去离子水清洗至洗液为中性，真空干燥制得溶解性有机质/Fe₃O₄/碳纳米管复合材料。

（3）将溶解性有机质/Fe₃O₄/碳纳米管复合材料添加到pH为6.0～9.0的含重金属偶氮染料废水中，并添加厌氧污泥培养物，随后置于30～35 ℃、厌氧条件下振荡，进行含重金属偶氮染料废水的厌氧微生物修复。

所述有机质为蒽醌-2-磺酰氯、胡敏酸、富里酸中的一种。