[发明专利]基于改性净水污泥负载纳米零价铁材料去除水中铬的方法

说明书

本发明涉及基于改性净水污泥负载纳米零价铁材料去除水中铬的方法，以改性净水污泥作为纳米零价铁的负载载体，改性净水污泥颗粒平均粒径为75um～150um，比表面积50～80m²/g，负载于改性净水污泥上的纳米零价铁尺寸为200～500nm，负载量为10～15wt%；其制备方法是：先将平均粒径为75um～150um净水污泥颗粒经过高温和酸改性后制备成改性净水污泥，后利用液相还原法合成改性净水污泥负载纳米零价铁材料。本发明的改性净水污泥负载纳米零价铁材料不仅保留了改性净水污泥的吸附能力，而且利用了纳米零价铁的还原作用，在修复被Cr(VI)污染的水体中有着很高的去除效率。

本发明属于发明名称为改性净水污泥负载纳米零价铁材料及其制备方法与应用、申请日为2017年12月28、申请号为2017114661075发明申请的分案申请，属于产品及其应用部分。

技术领域

本发明涉及一种改性净水污泥负载纳米零价铁材料及其制备方法，具体涉及到通过对净水污泥进行高温和酸改性制备成改性净水污泥，以改性净水污泥为原料采用液相还原法制备改性净水污泥负载纳米零价铁材料并将其运用于被Cr(VI)污染的水体修复之中。

背景技术

净水污泥是自来水公司生产过程中产生的固体废物，具有土壤的一般特性，其主要含有Si、Al和O等元素；未经改性的净水污泥有黏结性、无机成分含量高且比表面积小，在制备吸附剂过程中一般需要对净水污泥进行改性增大其比表面积增加接触位点。纳米零价铁是纳米材料家族的一员，因为易团聚易氧化的缺点限制了实际应用。为减少纳米零价铁团聚和氧化现象对纳米零价铁进行负载是有效的改性手段。近些年虽然已有研究者制备出石墨烯、氧化石墨烯等负载型纳米铁且取得了较好的处理效果，但是一方面绿色环保的负载剂是科研工作者的不懈追求，另一方面，合成成本的考量也是实际可行性的重要参考标准。

发明内容

本发明提出一种改性净水污泥负载纳米零价铁材料及其制备方法，目的是解决目前负载纳米零价铁技术的高成本、不环保问题，同时本发明制备方法中负载材料简单易获得、合成过程轻松易操作。

本发明采用如下技术方案：

一种改性净水污泥负载纳米零价铁材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将净水污泥烘干后研磨得到净水污泥颗粒，将净水污泥颗粒煅烧后依次经过盐酸溶液浸泡、水洗至中性，得到改性净水污泥；

（2）将改性净水污泥加入九水硝酸铁溶液中，震荡4～6小时，得到混合液；

（3）将硼氢化钠溶液滴加入所述混合液中，氮气下反应1.5～2.5小时；然后将反应液经过离心分离得到固体；所述固体经过水洗、真空干燥得到改性净水污泥负载纳米零价铁材料。

上述技术方案中，步骤（1）中，净水污泥于120℃鼓风烘箱干燥12h完成烘干；所述净水污泥颗粒的粒径为75～150μm；所述煅烧的温度为400℃～500℃，时间为3小时；所述盐酸溶液的浓度为2～3mol/L；所述浸泡的时间为8～12小时。

上述技术方案中，步骤（2）中，所述九水硝酸铁溶液的浓度为0.3～0.4 mol/L；按照固液比1:50～1:60将改性净水污泥加入九水硝酸铁溶液中。

上述技术方案中，步骤（3）中，所述硼氢化钠溶液的浓度为0.8～1.2mol/L；按照Fe³⁺和BH^4-的物质的量比1:4将硼氢化钠溶液滴加入所述混合液中；所述反应在磁力搅拌和超声条件下进行。

上述改性净水污泥负载纳米零价铁材料的具体制备方法如下：