[发明专利]一种基于磁性四氧化三铁纳米颗粒的重金属污水处理方法

说明书

一种基于磁性四氧化三铁纳米颗粒的重金属污水处理方法，属于污水处理技术领域。具体方法如下：在重金属污水中加入二丁基二硫代磷酸铵，搅拌后静置；然后将静置后清液过滤，加入沸石，室温下微波震荡，进行二次静置；将葡萄糖、卵磷脂、油酸钠、硅藻土和无水乙醇混合，震荡均匀；然后将二次静置后清液加入上述混合液中，再加入液体培养基和趋磁细菌，震荡混匀；对震荡后的混合液离心分离，取上层清液过滤，最终完成吸附过程。本发明所述方法处理过程简单，能够针对较低金属离子浓度的污水，并且操作费用和原材料成本不高。对重金属离子的吸附效果好、选择性强，对Cu²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺3种离子的去除率高达99%。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种基于磁性四氧化三铁纳米颗粒的重金属污水处理方法。

背景技术

贵重金属广泛应用于航天、航空、航海、冶金、建材、石油化工和计算机技术等领域，随着工业用量的不断增加，废气的贵重金属对水体的污染日趋严重。治理水污染，同时还原其应有的价值，是含贵重金属离子废水处理的资源化方向。目前，此类废水的处理过程过于繁琐而且伴随二次污染，尤其当金属离子浓度较低时，操作费用和原材料成本相对较高。

磁性Fe₃O₄纳米颗粒是一种重要的尖晶石结构铁氧体。近年来，随着纳米技术的飞速发展，这种纳米磁性颗粒受到越来越多的关注。磁性纳米材料因其特有的量子尺寸效应广泛应用于电子器件、光电子学、信息处理、催化剂应用、生物医学、环境科学、能量的转换和存储、尖端武器制造以及其他领域。Fe₃O₄的制备原料来源广泛，价格低廉，制作工艺简单，在处理重金属的应用中展现出优良的特性，也是应用最多的磁性纳米材料之一。

虽然Fe₃O₄磁性纳米粒子的制备技术已经很成熟，但是由于新制备的纳米Fe₃O₄粒子具有极强的表面能和反应性，容易团聚、在酸性或者强碱性溶液中容易被腐蚀，从而限制了它的实际应用。用一层无机物、有机物或者无机有机复合物将其包埋，可构成核壳结构。这样不仅可以防止磁性纳米颗粒的团聚，还可以防止Fe₃O₄的腐蚀和氧化，从而提高了材料的化学稳定性。但是目前很多磁性复合颗粒对重金属离子的吸附效果不佳以及选择性不强。

发明内容

解决的技术问题：针对上述技术问题，本发明提供一种基于磁性四氧化三铁纳米颗粒的重金属污水处理方法，具备污水处理过程简单、操作费用和原材料成本不高、重金属离子吸附效果好、选择性强等优点。

技术方案：一种基于磁性四氧化三铁纳米颗粒的重金属污水处理方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一.向300～450质量份重金属污水中加入0.5～1.5质量份二丁基二硫代磷酸铵，室温下搅拌10～15min，然后静置；

步骤二.待静置后的絮体下沉形成清液后过滤，然后向过滤后的清液加入10～15质量份沸石，室温下微波震荡20～30min，然后进行第二次静置；

步骤三.称取20～30质量份葡萄糖、4～6质量份卵磷脂、10～15质量份油酸钠、15～25质量份硅藻土和40～50质量份无水乙醇混合，然后在20～25℃温度下恒温震荡1～2h；

步骤四.将第二次静置的清液放入震荡培养箱中，然后取10～15质量份步骤三制备的混合液加入震荡培养箱中，加入10～20质量份液体培养基和5×10⁸～4×10⁹个趋磁细菌后混合均匀，然后以120～125r/min的频率、20～25℃恒温震荡30～60min；

步骤五.取出震荡后的混合液，然后3500～4000r/min离心分离5～10min，取上层清液过滤，最终完成污水中重金属的吸附。