本發(fā)明涉及地下水修復(fù)，公開了一種fes@fe/bc的制備方法、采用該制備方法制得的fes@fe/bc、以及該fes@fe/bc在地下水污染修復(fù)中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、納米零價(jià)鐵(nzvi)具有吸附能力強(qiáng)、還原性高、反應(yīng)速率快等特點(diǎn)，是目前受到廣泛關(guān)注和研究的環(huán)境修復(fù)介質(zhì)。近年來大量研究表明：nzvi能夠有效去除鉻、鎘、鉛等多種重金屬污染物，以及高效降解三氯乙烯、氯仿、苯酚、甲苯等有機(jī)污染物。但是，nzvi修復(fù)環(huán)境污染仍存在一定的局限性：如ph依賴性、易團(tuán)聚、氧化和鈍化，以及電子選擇性差等。此外，nzvi修復(fù)地下水污染很容易與水、氧或其它離子反應(yīng)導(dǎo)致去除能力降低。

2、為了提高nzvi去除污染物的性能，通常通過物理或化學(xué)的方式對nzvi表面或結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定的修飾。硫化改性可以有效的提高nzvi去除污染物性能和長期反應(yīng)活性。

3、液相還原一步或兩步硫化法是制備s-nzvi的主要方法，常用的還原劑nabh4不僅價(jià)格昂貴，在還原過程中還形成大量二次污染物，開發(fā)經(jīng)濟(jì)、綠色、高效的s-nzvi制備方法是亟需解決的技術(shù)難題。

4、本專利以海藻酸鈉為生物質(zhì)，其與fe3+交聯(lián)可以形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的海藻酸-fe3+凝膠。過高溫?zé)峤庵苽浼{米零價(jià)鐵生物炭功能材料(fe@bc)，將fe@bc在na2s溶液中硫化制備硫化納米零價(jià)鐵生物炭功能材料(fes@fe/bc)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述不足，本發(fā)明公開了一種新材料fes@fe/bc的制備方法，以及修復(fù)cr(vi)、pb2+、cd2+、tce和ctc污染地下水的的方法。在ph?6、7、8的條件下，添加0.5～2g/l的fes@fe/bc，本方法對cr(vi)濃度為0.5mg/l、pb2+濃度為0.5mg/l、cd2+濃度為0.05mg/l、四氯化碳(ctc)濃度為250.0μg/l、三氯乙烯(tce)濃度為1050μg/l的模擬污染地下水中種污染物的的最高去除率分別為99.5％、99.1％、98.7％、99.8％、99.7％。

2、本發(fā)明是通過如下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)的：

3、本發(fā)明首先公開了一種fes@fe/bc的制備方法，包括：

4、(1)生物質(zhì)溶液加入金屬溶液中，靜置24h后用去離子水清洗，制得生物質(zhì)-金屬凝膠備用；

5、(2)生物質(zhì)-金屬凝膠經(jīng)真空干燥后，再烘干處理，得到干制凝膠；

6、(3)將干制凝膠置于管式爐內(nèi)，抽真空在氮?dú)獗Ｗo(hù)下升溫加熱至900℃，恒溫?zé)峤?h，結(jié)束后降溫冷卻至室溫，即得bc@fe；

7、(4)將bc@fe置于na2s溶液中，在25℃、120r/min的搖床振蕩2h，抽濾后在50℃真空干燥得到fes@fe/bc。

8、進(jìn)一步地，步驟(1)所述生物質(zhì)溶液由如下方法制得：

9、將30g生物質(zhì)溶于1l去離子水中，充分溶解，得海藻酸鈉溶液；

10、步驟(1)所述金屬溶液由如下方法制得：

11、用去離子水配制3l金屬溶液，該金屬溶液中fecl3濃度為0.3mol/l。

12、進(jìn)一步地，所述生物質(zhì)包括但不限于：海藻酸鈉、褐藻寡糖、殼聚糖。

13、進(jìn)一步地，所述生物質(zhì)為海藻酸鈉。

14、進(jìn)一步地，步驟(2)所述真空干燥溫度為60℃，所述烘干溫度為100℃，烘干時(shí)間為3h。

15、進(jìn)一步地，步驟(3)所述氮?dú)饬魉贋?00ml/min，以5℃/min的加熱速度升溫至200℃，之后以10℃/min的加熱速度升溫至900℃，在900℃恒溫?zé)峤庵?h后，再以10℃/min降溫速度冷卻。

16、進(jìn)一步地，步驟(4)所述bc@fe添加量為1g，na2s·9h2o添加量為2.6g，去離子水為50ml。

17、本發(fā)明還公開了一種根據(jù)任一上述制備方法制得的fes@fe/bc。

18、本發(fā)明還公開了一種應(yīng)用上述fes@fe/bc在地下水污染中的修復(fù)方法，包括：

19、將fes@fe/bc加入待修復(fù)的地下水中，并在常溫下進(jìn)行修復(fù)。

20、進(jìn)一步地，所述fes@fe/bc的投加量為0.5～2g/l。

21、進(jìn)一步地，所述待修復(fù)的地下水中cr(vi)濃度為0.5mg/l、pb2+濃度為0.5mg/l、cd2+濃度為0.05mg/l、四氯化碳(ctc)濃度為250.0μg/l、三氯乙烯(tce)濃度為1050μg/l；

22、所述待修復(fù)的地下水ph值為6～8，修復(fù)溫度為20～35℃，修復(fù)時(shí)間為24～48h。

23、本發(fā)明的有益效果在于：

24、1、本發(fā)明制備的fes@fe/bc相比零價(jià)鐵生物炭，在ph?2的條件下對cr(vi)的去除效率提升了26.6％，ph?6的條件下對tce的去除效率相比零價(jià)鐵生物炭提升了18.9％。

25、2、添加0.2gfes@fe/bc到ph6，cr(vi)質(zhì)量濃度為0.5mg/l、pb2+質(zhì)量濃度為0.5mg/l、cd2+質(zhì)量濃度為0.05mg/l、四氯化碳(ctc)質(zhì)量濃度為250.0μg/l、三氯乙烯(tce)質(zhì)量濃度為1050μg/l的模擬地下水中，在25℃、110r/min的條件下振蕩24h，cr(vi)、pb2+、cd2+、四氯化碳(ctc)、三氯乙烯(tce)的最高去除率分別為99.5％、99.1％、98.7％、99.8％、99.7％。

技術(shù)特征：

1.一種fes@fe/bc的制備方法，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中：

6.一種根據(jù)權(quán)利要求1～5任一所述制備方法制得的fes@fe/bc。

7.一種應(yīng)用權(quán)利要求6所述fes@fe/bc在地下水污染中的修復(fù)方法，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的修復(fù)方法，其中：

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的修復(fù)方法，其中：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種FeS@Fe/BC的制備方法、采用該制備方法制得的FeS@Fe/BC、以及該FeS@Fe/BC在地下水污染修復(fù)中的應(yīng)用。將0.5～2g/L硫化納米零價(jià)鐵生物炭功能材料(FeS@Fe/BC)，添加到pH值為6～8、Cr(VI)濃度為0.5mg/L、Pb<supgt;2+</supgt;濃度為0.5mg/L、Cd<supgt;2+</supgt;濃度為0.05mg/L、四氯化碳濃度為250.0μg/L、三氯乙烯濃度為1050μg/L的待修復(fù)的地下水中，在25℃、110r/min的條件下振蕩24h，Cr(VI)、Pb<supgt;2+</supgt;、Cd<supgt;2+</supgt;、四氯化碳、三氯乙烯的最高去除率分別為99.5％、99.1％、98.7％、99.8％、99.7％。本發(fā)明制得的FeS@Fe/BC，pH?6的條件下對TCE的去除效率相比零價(jià)鐵生物炭(BC@Fe)提升了18.9％。FeS@Fe/BC具有經(jīng)濟(jì)、綠色、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，能夠廣泛應(yīng)用于地下水污染修復(fù)。

技術(shù)研發(fā)人員：賈振亞,于長江
受保護(hù)的技術(shù)使用者：海南環(huán)泰環(huán)境資源有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23