[发明专利]一种用槐花米制备复合零价铁脱氯药剂的方法及应用

说明书

本发明涉及环境修复领域，特别涉及一种可降解含氯有机物的用槐花米制备复合零价铁脱氯药剂的方法及应用。其制备方法包括对生物炭进行预处理、制备槐花米溶出液、零价铁的制备及负载等步骤。所制备的复合零价铁脱氯药剂具有负载量大、分散性好、负载均匀、比表面积大等特点，在对含氯有机污染物的还原脱氯方面表现出优异的反应活性，具有很好的降解效果，且在修复过程中不会对环境造成二次污染。

技术领域

发明涉及环境修复领域，特别涉及一种可降解含氯有机物的用槐花米制备复合零价铁脱氯药剂的方法及应用。

背景技术

含氯有机物包括氯代烃、氯代芳香烃以及有机氯杀虫剂等,其作为一类重要的近代化工生产原料和中间体，由于大量生产使用以及其在环境中的高持留性而广泛存在于地下水和土壤中。同时含氯有机污染物会对人类生命和环境造成严重威胁，例如致癌性和对中枢神经系统，免疫系统和内分泌系统有细胞毒性。含氯有机物具有高残留、难降解的特点，直接用常规的化学氧化方法降解不彻底，而使用还原材料先进行还原脱氯后再进行化学氧化可以起到很好的降解效果。自上世纪 80 年代末有人研究零价铁还原去除水中的含氯有机物以来，利用零价铁材料脱氯还原有机氯化物因其具有简单、有效、成本低的特点，已经成为一个国内外广泛关注的研究方向。

铁是活泼金属，零价铁表面的电子转移到含氯有机物使之脱氯，同时零价铁腐蚀的直接产物Fe²⁺和铁反应产生的氢气都具有还原能力。纳米零价铁具有纳米材料所具有的特点比表面积大和吸附能力强，由于其表面的键态和电子态与颗粒内部的不同,以及表面原子配位不全等将导致表面的活性位置增加，为含氯有机物的降解起到了良好的催化作用。

但纳米零价铁的实际应用也存在着一些问题，其容易在范德华力和磁力作用下聚集而降低反应活性，并且其易于氧化，在存储、运输过程中容易失效，影响使用效果。为解决以上问题，有研究人员尝试制备零价铁复合材料改善其特性，例如将零价铁负载到膨胀石墨、活性炭等材料上，而本发明是将零价铁负载到生物炭上制备的复合零价铁脱氯药剂，取得了不错的效果。

发明内容

本发明旨在提出一种用槐花米制备复合零价铁脱氯药剂的方法及应用，用槐花米提取物还原生成零价铁，槐花米中的芦丁具有良好的抗氧化作用，在制备零价铁的过程中保护其不被氧化和团聚，最终制备出一种负载量大、分散性好、负载均匀、比表面积大的一种涉及含氯有机物降解用的复合零价铁脱氯药剂。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案得以实现：

1）称取0.5g干燥生物炭加入到30mL 提前配置好的的微晶纤维素溶液中，再加入一定量的柠檬酸，于超声波清洗仪中超声波分散20-40min，之后在25℃的恒温震荡培养箱中恒温振荡3-6h。

2）振荡完成后置于50mL耐高压密封反应釜中，在200-240℃条件下恒温反应10-15h，自然冷却至室温后，使用无水乙醇洗涤并离心分离，于70-80℃烘箱中恒温干燥12h，即完成了生物炭的预处理。

3）将少量氢氧化钙、硼砂溶入到150ml的丙酮和去离子水混合液中，搅拌均匀，随后添加10g槐花米于其中，加热，微沸20-30min，趁热过滤残渣，剩余液体55℃旋蒸浓缩至体积减少至1/3，得到槐花米溶出液。

4）将聚乙二醇溶于超纯水中，配制15g/L的分散剂溶液。

5）称取少量FeSO₄·7H₂O溶于50mL步骤4）所述分散剂溶液中，密封后放入超声波清洗仪中超声波分散20-40min。加入1g所述预处理后生物炭，在氮气保护下磁力搅拌30min。

6）将制备好的槐花米溶出液放入分液漏斗中，缓慢滴入烧瓶中并持续搅拌20-40min。制备出的材料使用无水乙醇洗涤离心分离后冷冻干燥12h，即制得复合零价铁脱氯药剂。