[发明专利]一种水中硝基苯的去除方法

说明书

本发明公开了一种水中硝基苯的去除方法，分别以六方板短孔道Zr‑Ce‑SBA‑15和纤维状长孔道SBA‑15有序介孔硅材料为载体，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，并考察其对硝基苯的还原性能。结果表明：反应12h后，NZVI/Zr‑Ce‑SBA‑15、NZVI/SBA‑15对硝基苯的去除率高于未负载纳米零价铁，且NZVI/Zr‑Ce‑SBA‑15对硝基苯的还原能力比NZVI/SBA‑15有所提高。采用铁质量分数为15%的NZVI/Zr‑Ce‑SBA‑15复合材料，在投加量为1g/L，硝基苯初始浓度为20mg/L，pH为3时，溶液中硝基苯的去除率为98%，还原产物苯胺的生成量为11.8mg/L。

技术领域

本发明属于硝基苯废水处理领域，具体涉及一种水中硝基苯的去除方法。

背景技术

纳米零价铁(NZVI)具有粒径小、反应活性高、本身及其反应产物对环境友好等特点，在水体污染修复中具有独特的优势和良好的应用前景。目前在还原有机氯化物、硝基芳香烃化合物、重金属离子等方面都取得了很好的效果。

硝基苯(NB)作为一种重要的有机中间体，广泛用于染料、香料、炸药等产业。硝基苯具有致癌、致畸、致突变的风险，且其结构稳定，不易分解，属于难生物降解化合物，已被我国列入优先控制污染物名单。由于硝基苯的难生物降解性，国内通常采用物理法和化学法处理此类废水，但这两种方法存在处理成本高、二次污染风险等问题。目前，将现有的处理技术联合运用成为硝基苯废水处理的主要研究方向。

纳米零价铁可将硝基苯还原为苯胺(AN)，后续生物处理可以将苯胺彻底降解。但是纳米零价铁粒径小，表面具有磁性，极易团聚，大大降低了比表面积使反应活性降低，导致降解效率的降低。

负载型纳米零价铁成为研究热点。载体包括活性炭、二氧化硅、凹凸棒土、高岭石等都可以作为载体，其中SBA-15因其优良性能被广泛用于零价铁载体，研究表明SBA-15负载后的纳米零价铁还原速率远大于未负载的纳米零价铁。但其仍存在一些问题，载体较长的孔道不利于大分子在孔道中扩散，一方面使得铁颗粒不易进入孔道内，分散程度不高，另一方面在水中应用时也影响传质速度。

发明内容

解决的技术问题：针对上述现有的纳米零价铁粒径小，表面具有磁性，极易团聚，大大降低了比表面积使反应活性降低，导致降解效率的降低；载体较长的孔道不利于大分子在孔道中扩散，一方面使得铁颗粒不易进入孔道内，分散程度不高，另一方面在水中应用时也影响传质速度等技术问题。

技术方案：

一种水中硝基苯的去除方法，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；