[发明专利]一种纳米零价铁双金属材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种纳米零价铁双金属材料及其制备方法和应用，通过下述步骤：制备提取液；制备混合液；制备悬浮液；制备纳米零铁双金属材料；制备纳米零铁双金属颗粒最终形成纳米零价铁双金属材料；通过将240g纳米零价铁双金属颗粒和0.5L清水混合，形成单位修复剂；将单位修复剂通过导管投放至待修复底泥或北污染地面；投放密度为240g/m²，投放地底深度为0.5m；投放频率为7日一次，三个投放此次数后完成投放，完成底泥土壤的修复；本发明的制备方法工艺简单、试剂易得、成本低、产率高等特点；操作简单，易于推广使用，成本低，使用安全，具有很好的使用价值。

技术领域

本发明涉及纳米零价双金属材料，特别是涉及一种纳米零价铁双金属材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着我国工业化的发展，重金属铬及其化合物在工业生产的各个领域被广泛应用，并随着工业废物进入环境当中，已经成为环境中水体和土壤中的一大危害。重金属在土壤环境中容易被生物体吸收，具有强烈的致畸、致癌、致突变效应，而通过利用纳米零价铁进行还原吸附得到广泛的研究和应用。纳米零价铁是1- 100nm的铁颗粒，具有高比表面积，强还原性等特点，因此具有良好的吸附和反应性能。普通纳米零价铁容易氧化团聚失去反应活性，纳米零价铁镍双金属能够有效提高其分散性和反应活性。目前常用纳米零价铁的制备方法为液相还原法，使用强还原剂(NaBH4或KBH4)来还原溶液中的Fe3+或Fe2+离子。NaBH4或KBH4 价格昂贵，而且具有一定的毒性，所制备的纳米零价铁容易氧化团聚，粒径不均匀。因此需要开发出一种成本低廉、环境友好的纳米零价铁合成方法来满足环境修复的要求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种纳米零价铁双金属材料的制备方法，能为底泥污染修复或者是土壤修复方面提供高效便捷的修复效果。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种纳米零价铁双金属材料的制备方法，所述纳米零价铁双金属材料通过其他金属层包覆纳米零价铁形成；所述制备方法包括如下步骤：

步骤1：制备提取液；在三口烧瓶中加入1L蒸馏水，并向其再加入30-70g 的绿茶或银杏叶或海带；

步骤2：将步骤1中三口烧瓶水浴加热至60-80℃，并加热1H；冷却至室温后，过滤得到提取液，用作辅助还原剂；

步骤3：制备混合液；在搅拌混合设备中，将铁盐和其他金属盐混合搅拌 20min，并在搅拌过程中逐步滴加提取液，滴加频率为20滴/min；其中，铁盐为氯化亚铁、硫酸亚铁和硝酸亚铁，铜盐为硫酸铜或氯化铜，镍盐为硫酸镍、氯化镍和硝酸镍；

步骤4：制备悬浮液；将步骤3中混合液导入搅拌设备中，在350r/min的转速，30-70℃下，搅拌30min，沉淀分层后，制备形成悬浮液；

步骤5：制备纳米零铁双金属材料；将步骤4中的悬浮液沉淀物通过无水乙醇和丙酮洗涤抽滤后，导入真空设备干燥12h-24h，制成干燥状态的纳米零价铁双金属材料；

步骤6：制备纳米零铁双金属颗粒；将步骤5中干燥状态的纳米零铁双金属材料，放入研磨设备，进行研磨，研磨后得到纳米零铁双金属颗粒。

作为本发明的一种优选技术方案，所述绿茶或银杏叶或海带均为清水清洗，经过常温真空干燥制成。

作为本发明的一种优选技术方案，所述真空设备为真空干燥箱。

作为本发明的一种优选技术方案，所述混合液中铁盐和其他金属盐的摩尔比为3-10：1。

作为本发明的一种优选技术方案，所述提取液和混合液的体积比为1-3∶1。

一种纳米零价铁双金属材料应用，包括以下步骤：

步骤1：将240g纳米零价铁双金属颗粒和0.5L清水混合，形成单位修复剂；