[发明专利]纳米铁复合镍材料、其制备方法、应用和净化氯代有机物废水的方法

说明书

本发明属于废水处理技术领域，涉及一种纳米铁复合镍材料、其制备方法、应用和净化氯代有机物废水的方法。该净化方法为将纳米铁复合镍材料投入含氯代有机物的废水中，在密闭条件下控制废水的溶解氧浓度和pH值，并持续搅拌，经过所述纳米铁复合镍材和污染物的反应，进行水体的净化，其中，所述纳米铁复合镍材料的投加量为2.0～3.0g/L。本发明所提供给的纳米铁复合镍材料将氯代有机物脱氯还原，自身则被氧化为铁氧化物，然后利用铁氧化物的吸附能力吸附脱氯还原产物，纳米铁复合镍材料在具备还原能力的同时，其产生的铁氧化物具有优异的物理吸附性能和化学絮凝作用以及一定的催化性能，因此合成的材料同时具有还原/吸附，絮凝和催化作用。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，涉及一种纳米铁复合镍材料、其制备方法、应用和净化氯代有机物废水的方法。

背景技术

纳米零价铁是一种价格较为低廉、还原性能较强的纳米材料，其具有较大的表面能、高还原活性、丰富的表面结合位点。基于纳米零价铁的吸附还原技术对于处理含难降解有机污染物废水具有独特的优势，其已成为环境污染治理和修复的一项新技术。有较大的应用前景。但纳米零价铁在制备和应用中亦有以下不足之处：用纳米零价铁来去除水体中的氯代有机物，只是通过脱氯还原，降低其毒性，增强其可生化性，但并没有达到彻底修复水体的目的。

此外，铁氧化物及其水合物对水中污染物，例如重金属离子、油污、磷酸盐、溶解有机物、放射性污染物等都有或大或小的吸附能力，使用铁氧化物处理氯代有机物污染水体，通过其表面吸附反应，能够有效减少污染物含量，从而达到修复水体的目的。其操作简便、效率高、能耗低，是一种新型的、理想的污染物吸附技术。但还存在以下问题：铁氧化物只是通过吸附将有机物去除，并没有降低有机物的毒性，且易脱附并造成二次污染。

为了克服零价铁与纳米铁氧化物的缺陷，本发明采用金属镍与零价铁构筑双金属体系，制备了纳米铁复合镍材料，通过控制溶解氧和pH使纳米零价铁转化生成铁氧化物，实现氯代有机物先脱氯后被吸附从而实现废水净化的目的。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种纳米铁复合镍材料、其制备方法、应用和净化氯代有机物废水的方法。本发明通过控制氯代有机物溶液的溶解氧和pH，实现纳米铁复合镍先脱氯还原氯代有机物，后吸附脱氯还原产物的过程，从而达到净化氯代有机物污染水体的目标。

本发明所提供的技术方案。

一种纳米铁复合镍材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将浓度为0.5～1mol/L的亚铁盐溶液置入反应容器内；

步骤2：在氮气气氛和搅拌条件下，将浓度为1～2mol/L的硼氢化钠溶液匀速滴加到所述反应器中，滴加至摩尔比n(Fe)︰n(NaBH₄)＝1︰(2～5)，得到纳米零价铁材料与水的混合物；

步骤3：按质量比m(Fe)︰m(Ni)＝1︰(0.02～0.16)，将浓度为0.5～1mol/L的镍盐溶液加入到所述反应容器中，并反应20～30分钟，得到纳米铁复合镍与水的混合物；

步骤4：将所述纳米铁复合镍与水的混合物抽滤脱水，得到材料，用蒸馏水洗涤所述材料2～3次，然后置于冷冻干燥器中干燥12～15h，制得纳米铁复合镍材料。

通过上述技术方案可以制备得到纳米铁复合镍材料。制备得到的纳米铁复合镍材料具有良好的脱氯还原作用。纳米铁复合镍材料拥有较大表面能和丰富表面结合位点，且具有较高的还原能力，镍作为催化剂催化铁腐蚀产生的氢气转化为活性氢原子，能将氯代有机物进行脱氯还原降低氯代有机物的毒性。

具体的，所述亚铁盐为硫酸亚铁。

上述技术方案中，选择为硫酸亚铁是由于硫酸根离子可以避免硝酸根或氯离子对亚铁离子氧化的情况发生。