[发明专利]一种球磨法合成多酚改性纳米零价铁有效去除六价铬的方法

说明书

本发明涉及一种球磨法合成多酚改性纳米零价铁有效去除六价铬的方法，在球磨罐中加入还原铁粉和含邻位酚羟基的螯合剂，球磨机在550‑600r/min的条件下研磨，使还原铁粉和多酚螯合剂结合形成多酚改性纳米零价铁；调节待处理的六价铬离子溶液pH＝3‑9；在铬离子溶液中加入研磨好的多酚改性纳米零价铁。本方法合成的多酚改性纳米零价铁，相对于未改性的纳米零价铁而言，对六价铬的去除效果大大增加，鞣酸改性纳米零价铁两分钟的降解率可以达到98.2％。制备过程安全，可操作性强，反应时间较短。本方法使用常规的球磨机即可，在空气中进行降解实验，在于降解实验在空气中进行，无需无氧环境。

技术领域

本发明涉及环境工程领域，具体地，本发明涉及一种球磨法合成多酚改性纳米零价铁有效去除六价铬的方法。

背景技术

铬是自然界中常见的有毒金属，主要以六价铬和三价铬两种稳定的氧化态存在。六价铬是一种剧毒的致突变致癌物，具有很强的氧化性。其毒性是三价铬的一百倍以上。另外六价铬正在成为人类健康的巨大威胁。到目前为止，将六价铬吸附和原位还原为三价铬被认为是缓解六价铬污染最合适的方法。

纳米零价铁是目前环境污染修复中非常活跃的一个领域，纳米零价铁具有较大的比表面积，粒径小，是一种环境友好型的还原剂。纳米零价铁能够处理重金属废水，偶氮染料废水，氯代有机废水，硝酸盐废水等多种污染废水。由于纳米零价铁颗粒之间的范德华力、磁偶极相互作用和电偶极相互作用，纳米零价铁容易团聚甚至生成链状结构。另外纳米零价铁在水和氧共存的条件下会在纳米零价铁的表面形成铁的氧化物的沉积层，会影响材料在水溶液中的迁移和利用。基于物理和化学方法的各种技术被用来制备零价铁及的材料从环境中去除六价铬。用于六价铬还原的化学还原剂主要有硼氢化钠，一氧化碳等，而物理方法包括机械研磨和金属电极沉淀的方法。然而，大部分的报道研究都集中在使用硼氢化钠和机械球磨的方法合成纳米零价铁。

近些年来，有研究提出双金属合金化，纳米零价铁，纳米零价铁/氧化物的组合提高零价铁对重金属的去除的方法。球磨技术是一种简单、高效的粉末加工方法，已有研究表明通过球磨法来制备Fe-C复合材料、双金属零价铁和纳米零价铁，球磨技术不仅可以提高材料的活性，还可以提高材料的界面效应。近年来，可以与铁形成络合物的络合剂已经被用来修饰纳米零价铁。在纳米零价铁的合成中，一些研究报道，利用植物中的多酚类化合物的还原能力合成纳米零价铁或者降解污染物。还有研究表明通过球磨法在零价铁的表面包覆一层高质子电导率的二水合草酸亚铁可以提高对六价铬的降解效率。

还未有研究表明通过球磨法合成多酚类螯合剂-纳米零价铁对降解六价铬的促进效果，多酚结构对纳米零价铁的还原性能的影响尚不清楚。含邻位酚羟基的多酚螯合剂改性纳米零价铁可以防止其团聚，提高迁移率，阻碍材料表面形成钝化的氧化铁沉积层，提升了材料的稳定性和对重金属的还原能力，为合成高活性去除六价铬的纳米零价铁提供了一种新的策略。

发明内容

本发明的目的旨在克服纳米零价铁对污染物降解效率低，容易发生团簇，易在表面形成钝化的氧化铁沉积层的缺点。发展一种球磨法合成多酚改性纳米零价铁有效去除六价铬的方法，利用多酚螯合剂对零价铁修饰改性，提升其对六价铬的降解效率。

本发明的目的通过以下步骤实现：

一种球磨法合成多酚改性纳米零价铁有效去除六价铬的方法，在球磨罐中加入还原铁粉和含邻位酚羟基的螯合剂，球磨机在550-600r/min的条件下研磨，使还原铁粉和多酚螯合剂结合形成多酚改性纳米零价铁；调节待处理的六价铬离子溶液pH＝3-9；在铬离子溶液中加入研磨好的多酚改性纳米零价铁。

所述多酚包括含邻位酚羟基的螯合剂包括鞣酸、表没食子儿茶素没食子酸酯其中的一种。

所述还原铁粉和含邻位酚羟基的螯合剂摩尔比为1:0.012-0.018。

所述方球磨机研磨120-150分钟。

本发明涉及到的原理：