[发明专利]一种水中硝基苯的去除方法

权利要求书

1.一种水中硝基苯的去除方法，其特征在于，步骤为：

第一步，未负载纳米零价铁的制备：Fe(NO₃)₃·9H₂O放入通N₂的石英管中焙烧；升温速率1℃/min，升温至150℃，保温1h后，继续升温至300℃焙烧4h；焙烧后的样品采用H₂还原，即可得到未负载型NZVI；

第二步，六方板短孔道Zr-Ce-SBA-15和纤维状长孔道的SBA-15有序介孔硅材料合成：将模板剂P123加入去离子水中，在35℃恒温条件下磁力混合搅拌至P123完全溶解；向上述溶液中加入2mol/LHCl和正硅酸乙酯，在35℃条件下磁力搅拌24h，其中所用的原料的摩尔比约为1TEOS:0.017P123:5.88HCl:136H₂O；将搅拌好的反应液移入高压晶化釜中，在100℃烘箱中静置48h，自然冷却至室温，抽滤，用大量的去离子水洗涤，干燥得到白色粉末；将干燥后的粉末在550℃马弗炉中焙烧数小时以脱除模板剂，升温速率为1℃/min，即得到纤维状长孔道的SBA-15；模板剂P123加入到80ml水中，在35℃加热搅拌4h使其溶解形成胶束；在胶束溶液中加入ZrOCl₂·8H₂O和Ce(NO₃)₃·6H₂O继续加热搅拌0.5h待金属盐完全溶解后，加入4.5mLTEOS，其中反应物摩尔比为0.01P123:1TEOS:170H₂O:0.05ZrOCl₂·8H₂O:0.05Ce(NO₃)₃·6H₂O，在35℃下继续搅拌20h；随后将形成的凝胶体转入高压晶化釜中，100℃晶化24h后自然冷却至室温；形成的白色物质经过滤、洗涤、干燥后在550℃空气气氛下煅烧6h(升温速率为1℃/min)去除模板剂，即可得到六方板短孔道的Zr-Ce-SBA-15；

第三步，采用等体积浸渍-氢气还原的方法合成纳米零价铁复合材料：分别以六方板短孔道Zr-Ce-SBA-15和纤维状长孔道的SBA-15有序介孔硅材料为载体，将Zr-Ce-SBA-15或SBA-15等体积浸渍在Fe(NO₃)₃·9H₂O溶液中，常温下静置12h后将获得的样品在60℃中干燥24h，放入通N₂的石英管中焙烧；升温速率1℃/min，升温至150℃，保温1h后，继续升温至300℃焙烧4h；焙烧后的样品采用H₂还原，得到零价铁的复合材料标记为NZVI/Zr-Ce-SBA-15或NZVI/SBA-15，复合材料中铁质量分数为15％；

第四步：采用XRD，TEM，BET对合成的未负载型NZVI、NZVI/Zr-Ce-SBA-15、NZVI/SBA-15进行形貌、表面积、孔结构、零价铁形貌特性表征；

第五步：将合成的材料投加到100mL的硝基苯溶液中，在30℃的恒温振荡箱中振荡反应，在反应5min、15min、30min、1h、2h、4h、8h、12h时取样，经0.45μm微孔滤膜过滤，测定溶液中硝基苯和还原产物浓度；以硝基苯的去除率和苯胺生成量作为评价指标，硝基苯去除率按如下公式计算：

式中：C₀为溶液中硝基苯的初始浓度，mg/L；C为反应后溶液中硝基苯的浓度，mg/L；硝基苯和还原产物浓度用Waters1525高效液相色谱仪(HPLC)检测。

2.根据权利要求1所述的一种水中硝基苯的去除方法，其特征在于：所述第四步中XRD表征分别为小角和广角XRD谱图。

3.根据权利要求1所述的一种水中硝基苯的去除方法，其特征在于：所述第五步中硝基苯溶液初始浓度为20mg/L，分别投加NZVI、NZVI/Zr-Ce-SBA-15和NZVI/SBA-15进行反应，其中NZVI/Zr-Ce-SBA-15和NZVI/SBA-15投加量为1g/L，NZVI与纳米零价铁复合材料中铁含量相同。