[发明专利]一种制备单宁酸修饰的Fe/Pd纳米颗粒的方法及其在有机氯化物脱氯中的应用

说明书

本发明公开了一种制备单宁酸修饰的纳米级Fe/Pd纳米颗粒的方法，包括：1)在氩气保护下，将可溶性铁盐加入单宁酸水溶液中，得到混合液，其中单宁酸与可溶性铁盐的摩尔百分比为(0.5～4)：100；2)将硼氢化钾水溶液加入到上述混合液中，反应生成单宁酸修饰的纳米级零价铁颗粒，其中，硼氢化钾与可溶性铁盐的物质的量之比为(2～10)：1；3)向步骤2)中含有所述纳米级零价铁颗粒的溶液中加入氯亚钯酸钾水溶液，反应得到单宁酸修饰的纳米级Fe/Pd纳米颗粒，其中，氯亚钯酸钾与可溶性铁盐的质量比为1:(50～2000)。本发明制备的双金属纳米颗粒具有很高的脱氯活性，对氯代芳香烃和多氯代烃表现出优异的脱氯效果。

技术领域

本发明涉及水污染处理领域，具体而言，涉及一种制备单宁酸修饰的铁钯(Fe/Pd)纳米颗粒的方法及其有有机氯化物脱氯中应用。

背景技术

作为持续性有机污染物(POPs)的一种，难以在自然降解的有机氯化物可以在世界范围内扩散和迁移，对人类健康和自然环境造成更大范围的危害。因此水体和土壤等重污染环境系统中的有机氯化物的有效降解脱除是事关人类长远发展亟待解决的问题。

自上世纪90年代始，零价纳米铁材料在环境污染物降解以及水体和土壤的等环境修复领域的应用得到持续的关注和研究。零价铁纳米材料被广泛用于重金属、硝基苯类化合物、有机氯化物和无机污染物等环境污染物的降解。

未经修饰或者改性的零价纳米铁的脱氯活性较低，且容易在范德华力和磁力作用下聚集而进一步降低反应活性。通过其他金属的负载和稳定剂的使用，可以有效提高零价铁的脱氯活性。然而，通过负载催化金属和使用稳定剂在提高零价纳米铁材料脱氯活性的同时，零价纳米铁与水反应产生铁离子的速率增加，使得溶液中铁离子浓度快速提高，导致零价铁纳米颗粒表面更容易形成沉淀，进而降低了零价纳米铁的使用寿命。

发明内容

针对以上现有技术存在的缺陷，本发明的一个目的是提供一种制备单宁酸修饰的Fe/Pd纳米颗粒的方法

本发明的另一目的是提供上述单宁酸修饰的Fe/Pd纳米颗粒在有机氯化物脱氯中的应用。

本发明的原理是：本发明利用单宁酸酚羟基含量多的性质，有效稳定溶液中的铁离子，提高还原有机氯代物的效率。首先，制备单宁酸修饰的纳米级Fe/Pd纳米颗粒，然后加入有机氯代物反应液，通过表征、检测分析，得出结论。

本发明的技术方案如下：

一种制备单宁酸修饰的纳米级Fe/Pd纳米颗粒的方法，包括以下步骤：

1)在氩气保护下，将可溶性铁盐加入单宁酸水溶液中，得到混合液，其中单宁酸与可溶性铁盐的摩尔百分比为(0.5～4)：100；

2)将硼氢化钾水溶液加入到上述混合液中，反应生成单宁酸修饰的纳米级零价铁颗粒，其中，硼氢化钾与可溶性铁盐的物质的量之比为(2～10)：1；

3)向步骤2)中含有所述纳米级零价铁颗粒的溶液中加入氯亚钯酸钾水溶液，反应得到单宁酸修饰的纳米级Fe/Pd纳米颗粒，其中，氯亚钯酸钾与可溶性铁盐的质量比为1:(50～2000)。

上述方法中，所述可溶性铁盐为硫酸亚铁、氯化亚铁、氯化铁中的一种或其中任意比例的两种或三种。

优选的是，上述步骤1)-3)的反应温度均为15-40℃，更优选的反应温度为30℃。

本发明还提供一种上述方法制备的单宁酸修饰的纳米级Fe/Pd纳米颗粒在氯代芳香烃、多氯代烃降解中的应用。其中所述的氯代芳香烃为对氯苯酚和三氯酚，所述多氯代烃为氟苯尼考和三氯乙烯。

与现有技术相比，本发明的优点在于：