[发明专利]一种磁性纳米改性核桃壳吸附剂的制备方法及其处理土壤中六价铬的应用

说明书

本发明提供了一种磁性纳米改性核桃壳吸附剂的制备方法及其处理土壤中六价铬的应用。所述制备方法包括以下步骤：步骤一：提供洁净的核桃壳粉末；步骤二：将所述洁净的核桃壳粉末和硫酸亚铁加入到除去溶解氧的去离子水中，再加入无水乙醇，然后加入硼氢化钠溶液，最后分离出黑色沉淀物；将所述黑色沉淀物洗涤、干燥，得到所述磁性纳米改性核桃壳吸附剂。所述磁性纳米改性核桃壳吸附剂与纯纳米零价铁去除土中六价铬的效果相比，具有去除率高且稳定性好的优点；与原始核桃壳去除土中六价铬的效果相比，具有去除率高且吸附量大等优点。

技术领域

本发明涉及土壤修复处理技术领域，具体涉及磁性纳米改性核桃壳吸附剂的制备方法及其处理土壤中六价铬的应用。

背景技术

近年来，随着我国工业化和现代化的快速发展，高污染工业企业的建设如火如荼，由于部分企业的经营管理粗放，造成土壤污染状况日益严重。铬盐行业中，每生产1t铬盐就会带来3-5t的铬渣，铬渣堆的存放存在巨大的环境风险。铬污染物一旦排入土壤，通过直接接触或通过食物链进入人体，轻则过敏，重则致癌。对于土壤中铬污染的治理修复主要分为两类：一是直接将重金属铬从土壤中分离出来，二是将土壤中高毒性高迁移能力的六价铬转化为低毒性低迁移能力的三价铬。第一类方法成本高且会产生二次污染，第二类方法中的化学修复法应用较为广泛。化学修复法包括化学淋洗法、化学还原法和固化稳定化等技术，其中化学还原法中还原剂的选择及固化稳定化中稳定剂的选择在不停的探索中。

纳米零价铁作为一种还原剂因其具有比表面积大、反应活性高、还原能力强等优点深受研究学者们的喜爱，但存在易团聚、不稳定的缺陷。核桃壳作为一种农林废弃物，因其低廉易得且具有大量的含氧官能团，在重金属修复领域也有较多应用，但存在去吸附容量小、去除率低等不足。因此，有必要研究一种新型吸附剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁性纳米改性核桃壳吸附剂及其制备方法和应用。该吸附剂既能合理利用资源、降低生产成本，又能高效修复六价铬污染土壤。本发明既能解决纳米零价铁易团聚的问题，又能解决核桃壳对重金属离子吸附容量小、去除率低等问题。

本发明提供的一种磁性纳米改性核桃壳吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：提供洁净的核桃壳粉末；

步骤二：将所述洁净的核桃壳粉末和硫酸亚铁加入到除去溶解氧的去离子水中，再加入无水乙醇，然后加入硼氢化钠溶液，最后分离出黑色沉淀物；将所述黑色沉淀物洗涤、干燥，得到所述磁性纳米改性核桃壳吸附剂。

进一步地，所述步骤一具体为：选取粒径为0.075-0.150mm的核桃壳粉末，以去离子水洗涤，去除表面杂质，烘干后，研磨并过筛，得到洁净的核桃壳粉末。

进一步地，所述步骤二具体为：在机械搅拌下通入N₂除去去离子水中的溶解氧后，将所述洁净的核桃壳粉末和FeSO₄·7H₂O加入所述去离子水中并搅拌，再加入无水乙醇并搅拌，然后滴入NaBH₄溶液，滴加完毕后继续搅拌，最后通过磁选法分离，得到黑色沉淀物，用无水乙醇洗涤后进行抽滤，并真空干燥，即可得到所述磁性纳米改性核桃壳吸附剂。

进一步地，所述NaBH₄溶液的浓度为1.2mol·L^-1。

进一步地，按照质量体积比计算，所述洁净的核桃壳粉末：FeSO₄·7H₂O(以Fe计)：1.2mol·L^-1NaBH₄＝2:1:25。

进一步地，所述磁性纳米改性核桃壳吸附剂的粒径为0.075-0.150mm。

所述磁性纳米改性核桃壳吸附剂可以用于重金属六价铬污染土壤的修复处理。