专利名称：利用空气稳定化纳米铁去除水中六价铬污染的方法
技术领域：
本发明涉及纳米技术应用领域，具体涉及一种利用空气稳定化纳米铁去除水中六价铬污染的方法。
背景技术：
铬及其化合物是冶金、金属加工、电镀、制革、油漆、颜料、印染、制药、照相制版等工业必不可少的原料。由于这些行业产生的含铬废水不能得到有效控制和不合理排放，导致很多地区的地表水和地下水中常常含有铬。
铬污染是水体中较为严重的问题，水中铬主要以Cr(III)和Cr(VI)两种形态存在。Cr(VI)具有较大的溶解度和迁移率，具有致癌、致畸、致突变作用，因此Cr(VI)污染的修复技术受到了广泛的关注。近年来，国内外科研人员研究开发了一些具有实际意义的工程技术方法。其中，利用零价铁和纳米零价铁还原去除水中的Cr(VI)是一个非常活跃的研究领域。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种利用空气稳定化纳米铁修复水体六价铬污染的方法，该纳米铁能与水中的Cr(VI)发生还原反应，形成铁素体共沉淀，从而达到修复污染的目的。
本发明是通过以下技术方案实现的
一种空气稳定纳米铁去除水中六价铬污染的方法，所述方法包括以下步骤：
在常温常压下，将新制备的纳米铁和在空气中放置两个月的纳米铁加入到初始浓度为40mg/L的Cr(VI)溶液中，使纳米铁浓度为0.4～0.6g/L，反应时间，反应体系pH值为4～8。
本发明的优点和有益效果是
1、由于纳米铁粒径小、比表面积大、反应活性高，更
它对Cr(VI)的还原速度比其他产品快，还原反应在常温常压下进行，仅需100分钟，Cr(VI)去除率可达78%，在体系pH值较低的情况下，去除效果更佳。该产品可广泛应用于环境污染治理及环境修复领域，具有良好的市场前景。
2、纳米铁在空气中保存后其活性不会受到很大影响，且方便使用和运输。
3、纳米铁价格低廉，可在常温常压下去除水中的Cr(VI)，所需设备简单，操作方便，具有运行成本低的特点。
4、只需简单调节体系pH值，无需投加其它药剂，且不会对环境造成二次污染，在较短的时间内便能达到满意的去除效果。
图1为本发明所采用的纳米铁的透射电子显微镜照片；
图2为本发明所采用的纳米铁在空气中存放两个月前后活性对比图（与普通铁粉相比）；
图3为本发明不同纳米铁浓度下Cr(VI)残留浓度示意图；图4为本发明不同pH条件下Cr(VI)残留浓度示意图。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步详细的说明，但实施例中所描述的技术内容仅是说明性的而非限制性的，本发明的保护范围不应由此受到限制。
本发明所采用的纳米铁是在实验室中合成的，该产品已获得专利。
2.4，其透射电镜照片如图1所示。纳米铁粒子呈球形或椭圆形，粒径分布范围为20～80nm，平均粒径为60nm。将初始浓度为40mg/L的Cr(VI)溶液加入100ml血浆瓶中，加入纳米铁，调节体系pH值，然后将血浆瓶置于振荡器中，在常温常压下振荡()，按照预设时间取样，水样经0.22um滤膜过滤后，采用二苯碳酰二肼分光光度法测定水样中残留Cr(VI)浓度。
实施例1：将新制备的纳米铁加入到初始浓度为40mg/L的Cr(VI)溶液中，将纳米铁和普通铁粉在空气中放置两个月，纳米铁的浓度为0.5g/L，铁粉的浓度为3g/L，如图2所示。在140分钟内，两种纳米铁对Cr(VI)的去除率均能达到95%以上，并且纳米铁在空气中放置后其活性没有受到太大影响，其对Cr(VI)的去除效果远远优于普通铁粉。
实施例2：将新制备的纳米铁加入到初始浓度为40mg/L的Cr(VI)溶液中，如图3所示，当纳米铁浓度为0.4，0.5，0.6g/L时，100分钟内Cr(VI)的去除率分别为78％，95％，100％。
实施例3：将新制备的纳米铁加入到初始浓度为40mg/L的Cr(VI)溶液中，如图4所示，在60分钟内，当pH值为4时，Cr(VI)的去除率为98%；当pH值为8时，Cr(VI)的去除率下降到58%。也就是说，零价铁还原Cr(VI)的速率随着pH值的升高而降低。
反应方程式为
-+2Fefl + 14H+ ~> 2Cr3++2Fe3++7H20 xCr3++(lx)Fe3+ +3H20 — .x(0H)3 + 3H + xCr3++(lx)Fe3+ + 2H20 ~> .x(OOH)+3H+
权利请求
1.一种空气稳定纳米铁去除水中六价铬污染的方法，其特征在于：将新制备的纳米铁和在空气中放置两个月的纳米铁加入到常温常压下初始浓度为40mg/L的Cr(VI)溶液中，使纳米铁浓度为0.4～0.6g/L，反应100分钟，反应体系pH值为4～8。
全文摘要
本发明公开了一种利用空气稳定化纳米铁去除水体六价铬污染的方法，该纳米铁在空气中放置两个月后活性不受影响，去除效果远优于普通铁粉。40mg/L Cr(VI)溶液中加入0.4-0.6g/L纳米铁，在常温常压下发生还原反应，仅需100分钟，Cr(VI)去除率即可达到78%以上，在体系pH值较低的情况下，去除效果更佳。与普通铁粉相比，纳米铁粒径小，比表面积大，与Cr(VI)反应活性更高，反应时间大大缩短。该产品可广泛应用于环境污染治理、环境修复等领域，具有良好的市场前景。
文件编号C02F1/
公开日期 2009 年 10 月 21 日 申请日期 2008 年 4 月 16 日 优先权日期 2008 年 4 月 16 日
发明人：李铁龙、耿兵、金朝晖 申请人：南开大学