[发明专利]一种利用肾蕨提取液绿色合成纳米零价铁的制备方法和用途

说明书

本发明涉及环境工程中的功能材料制备和污染水体修复技术领域，特别是一种利用肾蕨提取液绿色合成纳米零价铁的制备方法，包括如下步骤：步骤1：采用肾蕨制取肾蕨提取液；步骤2：通过肾蕨提取液和铁盐或亚铁盐溶液反应制取绿色合成纳米零价铁。该方法成本低，提取工艺简单，提取液还原能力强；材料制备工艺简单，便于操作，能耗低，不产生二次污染，铬去除能力强。同时，本发明还提供该绿色合成纳米零价铁的用途。

技术领域

本发明涉及环境工程中的功能材料制备和污染水体修复技术领域，特别是一种利用肾蕨提取液绿色合成纳米零价铁的制备方法和用途。

背景技术

铬污染主要来自铬矿和金属冶炼、电镀、制革等工业废水、废气和废渣。铬是人体必须的微量元素之一，但过量的铬对人体健康有害；六价铬的毒性更强，更为被人体吸收，有致癌作用，而且可在体内蓄积。由于铬在工业生产中广泛应用，环境中六价铬的量逐渐增多，会对人体及动物体造成潜在危害和威胁，因此，开发并优化铬污染修复材料，治理铬污染水体成为目前水体污染中亟待解决的问题之一。目前，国内外常见的铬废水处理方法有生物法、电解还原法等。纳米零价铁作为一种新兴的环境污染治理材料，可以将Cr((Ⅵ)还原为Cr (Ⅲ)，并与Fe(Ⅲ)发生共沉淀，生成(CrxFe1-x)(OH)3等产物，最终以沉淀形式将其彻底去除。

传统的纳米零价铁的合成方法主要有物理法和化学法等。物理法是指通过物理方法将铁颗粒制备至纳米级，包括蒸发冷凝法、冷冻干燥法等；化学法是指利用硼氢化钠等还原剂将铁离子还原生成纳米零价铁，常用的有液相还原法，微乳液法等。但是这些传统的合成方法成本较高，需要消耗较多的能量，工艺比较复杂，产生二次污染等问题阻碍了纳米零价铁的工业化利用。

近年来，利用植物提取液还原三价铁离子制备纳米零价铁的绿色合成方法引起了人们的广泛关注.目前比较常见的是利用茶叶，柚子皮等提取液合成纳米零价铁，而茶叶等经济作物成本较高，不适合大规模生产。肾蕨广泛分布于热带和亚热带地区，生长旺盛，一年可多次收割，种植成本低，有利于进行产业化生产。

鉴于我国水体铬污染的严重性，亟需开发一种经济、高效、实用的治理技术来修复铬污染水体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种绿色合成纳米零价铁的制备方法，以克服传统的纳米铁颗粒合成方法成本高，要求特殊设备，工艺繁杂，使用有毒的化学试剂，合成的粒子易团聚，易被氧化等问题。同时，本发明还提供该绿色合成纳米零价铁的用途。

本发明的具体的技术方案为：一种利用肾蕨提取液绿色合成纳米零价铁的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：采用肾蕨制取肾蕨提取液；

步骤2：通过肾蕨提取液和铁盐或亚铁盐溶液反应制取绿色合成纳米零价铁。

在上述的利用肾蕨提取液绿色合成纳米零价铁的制备方法中，步骤2所用的肾蕨提取液保存温度为4℃。

在上述的利用肾蕨提取液绿色合成纳米零价铁的制备方法中，所述的肾蕨提取液预先经过0.22～0.45μm滤膜过滤。

在上述的利用肾蕨提取液绿色合成纳米零价铁的制备方法中，所述的肾蕨提取液提取方法为水浴。

在上述的利用肾蕨提取液绿色合成纳米零价铁的制备方法中，所述的水浴的料液比为 30～80g：1L，水浴提取时间为20～120min，提取时的温度为45～100℃。

在上述的利用肾蕨提取液绿色合成纳米零价铁的制备方法中，所述的铁盐为三氯化铁，所述亚铁盐为硫酸亚铁。

在上述的利用肾蕨提取液绿色合成纳米零价铁的制备方法中，所述铁盐或者亚铁盐溶液摩尔浓度为0.05～0.3moL/L。

在上述的利用肾蕨提取液绿色合成纳米零价铁的制备方法中，所述肾蕨提取液与铁盐或亚铁盐溶液反应体积比为(1～10)：1。