[发明专利]一种可处理含铬土壤的抗氧化改性纳米铁的制备方法

说明书

本发明涉及一种可处理含铬土壤的抗氧化改性纳米铁的制备方法其特征在于包括如下步骤：步骤一、将稻草秸秆进行清洗，在干燥箱中烘干，然后用粉碎机粉碎后，经100‑300目的筛进行筛选操作；步骤二、将步骤一得到的秸秆碎料放入马弗炉，以4‑6℃/min升温至600‑800℃，再恒温热解3‑5h,降温2‑4h，冷却后形成热解后的生物炭，步骤三、将步骤二所得的生物炭与盐酸按体积比为1‑2：1‑2的比例混合搅拌处理1‑3h，先进行酸洗，再固液分离，用去离子水洗至中性，放入40‑60℃的干燥箱内干燥，形成可用于负载纳米材料的生物炭。通过采用上述方案，其能制备可处理含铬土壤（特别是六价铬）的廉价、易制取的抗氧化改性纳米铁产品。

技术领域

本发明涉及一种可处理含铬土壤的抗氧化改性纳米铁的制备方法，特别是指具有含铬废水处理及抗氧化改性纳米铁的制备。

背景技术

随着社会的前进和科学的进步，特别是近几十年铬工业的高速发展，铬及其化合物广泛应用于电镀、冶金、制药、纺织、颜料、印染、制革、油漆、照相制版等行业，城市污水、垃圾、污泥、铬渣等成为铬污染的一个主要来源。我国受Cr（Ⅵ）严重污染的土壤达1250-1500万吨，给社会遗留下巨大的环境“毒瘤”。Cr（Ⅲ）一般不具有毒性，并且在动物或人体试验中均未显示致癌性。Cr（Ⅵ）容易通过食物链富集到人体中对人体健康产生危害。Cr（Ⅵ）对人主要是慢性毒害，它可以通过消化道、呼吸道、皮肤和粘膜侵入人体，在体内主要积聚在肝、肾和内分泌腺中。

随着纳米技术的成熟，纳米材料迅速进入了环境修复的各个领域，在重金属修复领域里，相比传统的物理和化学等重金属修复手段相比，纳米修复技术具有见效快、修复效率高、修复效果好、持久性长等特点。但是纳米修复技术面临一个重要的问题需要解决，就是纳米颗粒具有表面效应和界面效应。表面原子数与总原子数之比增大，导致表面原子缺少近邻配位的原子而变得不稳定，再加上纳米颗粒间的静电力，范德华力等作用极易发生团聚及氧化。因此表面改性、负载等纳米分散稳定技术应运而生，找到一种丰富廉价的负载体显得尤为重要。

生物炭可作为纳米材料的负载体，其来源丰富，易制取，具有丰富的孔隙结构，中国是农业大国，每年都有大量稻草秸秆产生，这些稻草秸秆除了一部分作为家畜的饲料外，还有很大一部分被焚烧掉，这不仅产生了一系列环境污染问题，如雾霾，还造成了资源的巨大浪费。而这些稻草秸秆都可以作为生物炭的来源，不仅可以解决纳米材料的负载体问题，还做到了废物利用。一般纳米材料采用纳米铁，但负载后的纳米铁仍面临会被氧化的问题，在保存上存在诸多不便。羧甲基纤维素钠作为一种无毒、来源广泛的环境友好型物质是十分理想的稳定物选择，实验证明羧甲基纤维素钠可以显著提高纳米铁的稳定性、反应活性及其在土壤中的流动性，从而对Cr（Ⅵ）的去除效率明显提高。本方法利用稻草秸秆制作生物炭对纳米铁进行负载，并采用羧甲基纤维素钠作为稳定剂，探究出一种可处理含铬废水的改性纳米铁的制备方法，并对其抗氧化性进行研究。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种可处理含铬土壤的抗氧化改性纳米铁的制备方法，其能制备可处理含铬土壤（特别是六价铬）的廉价、易制取的抗氧化改性纳米铁产品。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种可处理含铬土壤的抗氧化改性纳米铁的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、将稻草秸秆进行清洗，在干燥箱中烘干，然后用粉碎机粉碎后，经100-300目的筛进行筛选操作；

步骤二、将步骤一得到的秸秆碎料放入马弗炉，以4-6℃/min升温至600-800℃，再恒温热解3-5h，降温2-4h，冷却后形成热解后的生物炭；

步骤三、将步骤二所得的生物炭与盐酸按体积比为1-2：1-2的比例混合搅拌处理1-3h，先进行酸洗，再固液分离，用去离子水洗至中性，放入40-60℃的干燥箱内干燥，形成可用于负载纳米材料的生物炭；