[发明专利]一种膨润土负载硫化纳米铁修复剂的制备方法及其应用

说明书

本发明提供一种膨润土负载硫化纳米铁修复剂的制备方法及其应用。所述制备方法包括：在无氧条件下，向亚铁盐溶液中加入膨润土和聚乙二醇，再加入含NaBH₄和硫化剂的碱性溶液，通过一步合成法制得所述膨润土负载硫化纳米铁修复剂(PSNZVI)。本发明提供的PSNZVI的团聚性降低，生物毒性降低，抗氧化性和沉降性能增强，反应活性大幅度提高，明显提高对三氯乙烯的去除效率，为地下水氯代烃污染修复提供新的思路，具有广阔应用前景。

技术领域

本发明涉及地下水污染修复技术领域，尤其涉及一种膨润土负载硫化纳米铁修复剂的制备方法及其应用。

背景技术

随着工业社会的发展，氯代烃作为常见的化工原料、工业溶剂和清洗剂被广泛的生产和使用。但由于储存不规范和运输泄露等原因，常常造成土壤、空气、水体中氯代烃的污染。氯代烃疏水性强，溶解度低，易挥发难降解，可以在环境中持续广泛存在。在对环境造成伤害的同时，也严重威胁着人类健康。三氯乙烯是环境中存在最广泛的氯代烃之一，并被国际癌症研究总署(IARC)归类为2A类物质(很可能致癌)。

过去几十年中，地下水污染开始引起人类的关注，各种地下水处理技术逐渐发展起来。依据地下水修复技术的原理不同，大体可以分为三大类，即物理修复技术、化学修复技术、生物修复技术。其中纳米零价铁原位化学还原三氯乙烯的反应速率更快，污染物去除效率更高并且可以通过还原消除完全脱氯，具有广阔的应用前景。尽管纳米零价铁(NZVI)由于其理化特性已被用于地下水的各种污染物的修复，但是NZVI不仅对污染物具有高反应活性，还与地下环境中的周围介质(例如溶解氧和水)以及其他非目标化合物迅速反应，使NZVI反应性大大降低。另外，颗粒之间的强磁性相互作用会导致团聚，从而破坏胶体稳定性，降低反应性表面，影响NZVI在含水层的迁移运输。同时，NZVI产生的Fe²⁺的氧化应激反应可能会破坏微生物的细胞膜。NZVI易氧化，易失活，迁移性差，生物毒性等限制了NZVI在污染下水修复中的应用。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种膨润土负载硫化纳米铁修复剂的制备方法及其应用。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种膨润土负载硫化纳米铁修复剂的制备方法，包括：在无氧条件下，向亚铁盐溶液中加入膨润土和聚乙二醇，再加入含NaBH₄和硫化剂的碱性溶液，通过一步合成法制得所述膨润土负载硫化纳米铁修复剂(PSNZVI)。

本发明发现，采用膨润土负载硫化纳米铁，同时在反应体系中加入聚乙二醇，通过一步合成法制备的修复剂的团聚效果明显减轻，对目标污染物的选择性提高，降解速率加快，显著增强纳米零价铁还原降解三氯乙烯的能力，同时生物毒性降低，提高修复剂产品的综合性能。

进一步地，所述膨润土、亚铁盐中铁元素、聚乙二醇的重量比为(0.5-2)：1：(0.25-1)。

或，所述亚铁盐、NaBH₄和硫化剂的摩尔比为1：(2-4)：(0.012-0.1)。

进一步地，所述亚铁盐溶液的溶剂为体积比(3-7)：(3-7)的乙醇和脱氧去离子水，优选1：2；所述亚铁盐溶液的浓度为0.1-0.2M；

进一步地，所述膨润土负载硫化纳米铁修复剂中Fe/S摩尔比为10-40，优选12-28。

进一步地，所述亚铁盐为四水合氯化亚铁或七水合硫酸亚铁；

和/或，所述硫化剂为Na₂S或者Na₂S₂O₄，优选Na₂S₂O₄。