[发明专利]一种铁锌双金属纳米复合材料及其应用

说明书

本发明提供了一种由含还原性物质的植物提取物和铁锌离子提供物制备而成的铁锌双金属纳米复合材料，该复合材料制备方法简单，原料廉价易得，能够有效降低其制备成本。另外，本发明提供的铁锌双金属纳米复合材料主要用于净化处理含铊废水，经试验，该复合材料对高浓度的含铊废水均表现出了显著的净化效果，具有极大的推广应用潜力。

技术领域

本发明属于废水净化技术领域，涉及一种用于净化废水中铊元素的复合材料，具体涉及一种基于植物提取物的铁锌双金属纳米复合材料及其在含铊废水净化中的应用。

背景技术

铊是一种稀有分散元素，也是一种剧毒重金属元素，其毒性高于镉、汞、铅等典型重金属，且有较强的生物蓄积性，对人体健康与生态环境安全具有极大的威胁。自然环境含铊矿物的风化，以及现代工业活动是主要的铊污染的来源。近年来，含铊矿物的大量开采与加工，以及在光学、医药、航天、高能物理、超低温材料和超导材料等行业新技术常需用到含铊的化合物，致使铊污染风险大大增加。铊污染事件在我国频繁爆发，如2005和2010年广东北江重大铊、镉污染事件；2012和2013年广西龙江、贺江接连爆发铊泄漏事件，铊污染逼近邻省广东西江；2016年江西新余袁河镉铊砷污染事件以及2017年四川嘉陵江铊污染事件。欧美等国家也常有采矿场址、发电厂等铊污染风险研究报道，危及周边环境水体。这些时间或报道，充分表明含铊废水污染治理的重要性与紧迫性。

目前除铊技术主要包括氧化沉淀法、离子交换法、溶剂萃取法与吸附法等。其中吸附法由于快速高效与操作简便的特点，受到最多的关注与研究。常用的铊吸附剂包括纳米二氧化锰、过氧化钛、钛酸盐，氧化铝、木屑、铵树叶等也具有一定的除铊效果。但需要指出的是，吸附铊的纳米材料存在制备工艺复杂、稳定性低、吸附量低和成本高的问题。近年来，纳米零价金属材料，如零价铁纳米材料具有粒子尺寸小、比表面积大和可再生利用的特点，在大大提高对污染物的吸附量的同时具有显著降低运行成本的潜力。经检索相关文献获悉，专利CN107381926A公开了一种用磁铁粉末处理含铊废水的技术方案，但限于材料自身的影响，存在铊去除效果差的技术缺陷，并且其成本高，还原能力弱。论文《绿色纳米零价铁材料制备及在地下水修复中的应用》给出了一种零价铁复合材料及其制备方法，但绿色纳米零价铁的活性位点比较有限，限制了其对六价铬的处理效能，并且其对除铊的效果因未测试而难以确认。

目前，多数纳米零价金属材料的制备以硼氢化钠为还原剂，此还原剂具有较强还原性，但也具有一定的不容忽视的危险性。因此，有必要寻求或开发一种的新型的制备纳米零价金属材料的还原剂。使用绿色植物的提取液作为还原剂，为解决这个问题提供了新的思路。比如，专利CN109967025A利用桉树叶合成纳米零价铁，用于重金属的处理，但其对重金属的去除容量尚待提高。

发明内容

目前废水除铊技术操作流程繁琐、纳米材料制备工艺复杂、运行成本高，除铊效果不稳定、铊吸附负荷不高，难以实现工业应用，本发明的目的就是解决上述现有技术中的废水除铊的难题。

基于上述目的，本发明提供了一种铁锌双金属纳米复合材料，具体的，所述铁锌双金属纳米复合材料是由含还原性物质的植物提取物和铁锌离子提供物制备而成。

作为本发明优选的实施方式，所述铁锌离子提供物选用铁离子提供物和锌离子提供物的混合物，或同时电离出铁、锌离子的化合物。

进一步地，所述铁离子为二价或三价铁离子，所述铁离子提供物为电离出二价或三价铁离子的化合物；所述锌离子为二价锌离子，所述锌离子提供物为电离出二价锌离子的化合物。

进一步地，所述铁离子提供物选用电离出二价或三价铁离子的无机盐，所述锌离子提供物选用电离出二价锌离子的无机盐；具体的，所述能够电离出二价铁离子的无机盐包括氯化铁，所述能够电离出二价铁离子的无机盐包括硫酸亚铁，所述电离出二价锌离子的无机盐包括氯化锌。