一种绿色合成纳米零价铁镍双金属材料的方法及用途技术

本发明专利技术涉及一种绿色合成纳米零价铁镍双金属材料的方法。在一个实施例中，包括以下步骤：称取20-60g绿茶加入到1L蒸馏水中，于60-80℃条件下加热40-60min，冷却至室温后，过滤得到绿茶提取液；将铁盐和镍盐溶于蒸馏水中，制备成铁镍混合溶液；将铁镍混合溶液加入三口烧瓶中，于25-70℃条件下水浴加热，并以350r/min搅拌10-60min，在搅拌过程中，滴加绿茶提取液，继续搅拌20min，得到绿色合成纳米零价铁镍悬浮液；使用抽滤法对所得悬浮液进行分离，将所得沉淀物在真空干燥箱中于40-70℃干燥12-48h，得到绿色合成纳米零价铁镍双金属材料。本发明专利技术实施例制备工艺简单，反应条件温和，大大降低了成本，在铬污染土壤和地下水修复领域具有巨大的推广应用潜力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及金属纳米颗粒的制备及水体和±壤中六价铭降解的
，尤其设 及一种绿色合成纳米零价铁儀双金属材料的方法及用途。
技术介绍
随着我国工业化的发展，重金属铭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±壤中的一大危害。铭在环境中 稳定存在的有化（III)和化（VI)两种形态。其中化（VI)的毒性最大，容易被生物体吸 收，具有强烈的致崎、致癌、致突变效应，要比化（III)的毒性高100倍。目前化（VI)的去 除方法主要有化学还原法、膜分离法、离子交换法、电化学法、化学沉淀法和生物法。利用纳 米零价铁进行还原吸附得到广泛的研究和应用。[000引纳米零价铁是1-lOOnm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，纳米零价铁儀双金 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（化肌4或邸Η4)来还原溶液中的化或化2+离子。NaBH4或邸Η4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、环境友好纳米零价铁合成方法来满足环境修复的要求。 绿茶种植范围广，成长速度快，是一种可再生的环境友好材料。绿茶富含茶多酪、 咖啡碱、糖类、黄酬类化合物，具有很强的抗氧化能力，其提取物在反应过程中能够作为还 原剂，所制备的纳米零价铁具有良好的分散性和稳定性，具有广泛的应用前景。目前已有 利用绿茶合成纳米零价金、银、销和铁相关研究，但是利用绿茶提取液制备纳米零价铁儀双 金属材料未见报道，本专利技术W此为出发点提出一种绿色合成纳米零价铁儀双金属材料的方 案。
技术实现思路
阳〇化]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种绿色合成纳米零价铁儀双金属材 料的方法及用途。W普遍易得的绿茶提取液作为还原剂代替化学还原剂，大大降低了材料 成本，同时避免了化（VI)修复过程中对环境的二次污染，该方法所需的设备简单、操作方 便、对环境友好且无二次污染。所制备出的绿色合成纳米零价铁儀双金属材料具有良好的 分散性、稳定性和反应活性。 为实现上述目的，第一方面，本专利技术实施例提供了一种绿色合成纳米零价铁儀双 金属材料的方法，包括W下步骤： (1)制备绿茶提取液： 称取20-60g绿茶加入到1L蒸馈水中，于60-80°C条件下加热40-60min，冷却至室 溫后，过滤得到绿茶提取液； 似制备铁儀混合溶液： 将铁盐和儀盐溶于蒸馈水中，制备成铁儀混合溶液； (3)制备绿色合成纳米零价铁儀悬浮液： 阳01引将铁儀混合溶液加入Ξ口烧瓶中，于25-70°C条件下水浴加热，并W35化/min揽 拌10-60min，在揽拌过程中，滴加绿茶提取液，继续揽拌20min，得到绿色合成纳米零价铁 儀悬浮液； (4)制备绿色合成纳米零价铁儀双金属材料： 使用抽滤法对所得绿色合成纳米零价铁儀悬浮液进行分离，将所得沉淀物在真空 干燥箱中于40-70°C干燥12-4化，得到绿色合成纳米零价铁儀双金属材料。 其中，步骤（2) - (3)全程通氮气。 优选地，铁盐和儀盐的摩尔比为（3-9) : 1。 优选地，铁盐为氯化亚铁、硫酸亚铁和硝酸亚铁中的一种或多种；儀盐为硫酸儀、 氯化儀和硝酸儀中的一种或多种。 优选地，步骤（2)中亚铁离子的浓度为0. 05-0. 2mol/L。 优选地，绿茶提取液和所述铁儀混合溶液的体积比为（0. 25-3) :1。 第二方面，本专利技术实施例提供了一种绿色合成纳米零价铁儀双金属材料用于水处 理的方法，绿色合成纳米零价铁儀双金属材料催化降解水体中的化（VI)，包括W下步骤： 调节含有化（VI)的水体pH= 5,然后加入绿色合成纳米零价铁儀双金属材料，振 荡或揽拌至水体中化（VI)不再降解，过滤分离，滤液调至中性后排放； 其中，水体中化（VI)的浓度为5mg/l，绿色合成纳米零价铁儀双金属材料的用量 为0.1-0. 6g/L(与权利要求所写范围不同）。 第Ξ方面，本专利技术实施例提供了一种改性绿色合成纳米零价铁儀双金属悬浮液的 方法，包括W下步骤： 将第一方面中绿色合成纳米零价铁儀双金属材料研磨成粉，加入蒸馈水后与分散 剂混合，于20化/min25°C条件下揽拌20min，制得改性绿色合成纳米零价铁儀悬浮液。 优选地，分散剂为聚乙締化咯烧酬、簇甲基纤维素钢、壳聚糖、海藻酸钢、吐溫、司 班和β-环糊精中的一种。 W26] 优选地，分散剂占改性绿色合成纳米零价铁儀双金属悬浮液总质量的 1. 25% -12. 5%。 第四方面，本专利技术实施例提供了一种改性绿色合成纳米零价铁儀双金属悬浮液用 于修复±壤的方法，改性绿色合成纳米零价铁儀双金属悬浮液催化降解±壤中的化（VI)， 包括W下步骤： 用含有化（VI)的±壤构建±柱，然后用改性绿色合成纳米零价铁儀双金属悬浮 液淋溶±柱，直至±壤中的化（VI)不再降解； 其中，±壤中化（VI)浓度为180mg/l，改性绿色合成纳米零价铁儀双金属悬浮液 浓度为0. 5g/l，淋溶频率为：每1化淋溶lOOmL改性绿色合成纳米零价铁儀双金属悬浮液。 本专利技术具有W下有益效果： (1)本专利技术实施例提供的一种绿色合成纳米零价铁儀双金属材料具有所需设备简 单，工艺简便，成本低廉等优点。 (2)本专利技术实施例提供的一种改性绿色合成纳米零价铁儀双金属材料的方法，是 先将绿茶提取液作为生物还原剂制备纳米零价铁儀双金属材料，研磨后，再利用分散剂制 得改性绿色合成纳米零价铁儀双金属材料，用该方法所制备的改性绿色合成纳米零价铁儀 双金属材料具有良好的分散性和稳定性，能够在较长的时间内保持反应活性。 (3)本专利技术实施例所制备的绿色合成纳米零价铁儀双金属材料能去除水体中 化（VI)，通过调节铭污染水体的抑、绿色合成纳米零价铁儀双金属材料投加量，水体中 化（VI)的去除率能达到97. 70%，且不会造成水体的二次污染。 (4)本专利技术实施例利用所制备的改性绿色合成纳米零价铁儀双金属材料悬浮液淋 溶化（VI)污染±壤，能够有效降低±壤中化（VI)且不会造成二次污染，±壤中化（VI) 的去除率能达到99. 61%。【附图说明】 图1为本专利技术实施例1提供的绿色合成纳米零价铁儀双金属材料的（SEM)图； 图2为本专利技术实施例提供的绿色合成纳米零价铁儀双金属材料对水体中化（VI) 的降解曲线； 图3为本专利技术实施例提供的绿色合成纳米零价铁儀双金属材料对水体中化（VI) 的降解曲线； 图4为本专利技术实施例提供的改性绿色合成纳米零价铁儀双金属悬浮液淋溶±壤 时淋溶液中化（VI)浓度变化曲线图。【具体实施方式】 下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述，但本专利技术并 不局限于实施例中的描述。 阳040] 实施例1 (1)制备绿茶提取液： 称取60g绿茶加入到1L蒸馈水中，于80°C条件下加热40min，冷却至室溫后，过滤 得到绿茶提取液，备用； (2)制备铁儀混合溶液： 将ISmmol硫酸亚铁和2mmol硫酸儀溶于蒸馈水中，定容至100血，制备成铁儀混合 溶液； (3)制备绿色合成纳米零价铁儀悬浮液： 将所述铁儀混合溶液加入Ξ口烧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绿色合成纳米零价铁镍双金属材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备绿茶提取液：称取20‑60g绿茶加入到1L蒸馏水中，于60‑80℃条件下加热40‑60min，冷却至室温后，过滤得到绿茶提取液；(2)制备铁镍混合溶液：将铁盐和镍盐溶于蒸馏水中，制备成铁镍混合溶液；(3)制备绿色合成纳米零价铁镍悬浮液：将所述铁镍混合溶液加入三口烧瓶中，于25‑70℃条件下水浴加热，并以350r/min搅拌10‑60min，在搅拌过程中，滴加所述绿茶提取液，继续搅拌20min，得到绿色合成纳米零价铁镍悬浮液；(4)制备绿色合成纳米零价铁镍双金属材料：使用抽滤法对所述绿色合成纳米零价铁镍悬浮液进行分离，将所得沉淀物在真空干燥箱中于40‑70℃干燥12‑48h，得到绿色合成纳米零价铁镍双金属材料。其中，步骤(2)‑(3)全程通氮气。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：祝方，刘涛，马少云，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14