[发明专利]改性铁基功能材料在重金属污染修复中的应用

说明书

本发明属于环境治理领域，具体涉及改性铁基功能材料在重金属污染修复中的应用。所述的改性铁基功能材料以六水合氯化铁、乙二醇、无水乙酸钠、二乙烯三胺和十二烷基硫酸钠为原料，再经紫外线接种微生物制备而成，将改性铁基功能材料置于含重污染物的水溶液中，调节pH为3～6，置于温度为25℃、转速为170℃的恒温振荡器中振荡3～50min。本发明利用微生物改性铁基功能材料，能够改善吸附材料的孔结构，并且蚀刻不完全反应的中间体，降低结构缺陷，使其成为电荷陷阱位点，同时具有强磁性的特点，使用黑曲霉、白色念珠菌、嗜热脂肪芽孢杆菌刻蚀材料，从而提高了对重金属吸附去除的效率。

技术领域

本发明属于环境治理领域，具体涉及改性铁基功能材料在重金属污染修复中的应用。

背景技术

重金属废水具有来源广泛、处理困难的特点，始终是水处理领域的难点问题。为了减少重金属污染的危害，国内外对重金属废水的处理已有大量研究，目前，重金属废水的处理方法主要有络合法、加碱沉淀法、氧化还原法、离子交换法、吸附法等，在众多处理方法中，吸附法具有高效，节能，可循环利用等特点，被人们广泛应用于废水处理中，在吸附法的应用中，吸附剂的选择尤为重要，目前，已有一些材料可用于去除水中不同的重金属离子的研究，例如松树皮(如中国专利CN105642252A公开的一种污水重金属离子吸附剂及其制备方法)、粉煤灰(如中国专利CN1194238A公开的工业废水重金属去除方法)、赤泥(如中国专利CN102234167A公开的一种污水处理厂污泥中磷和重金属的固稳方法)等，但这些吸附剂具有吸附稳定性低、吸附率低、制备工艺复杂和不易再生等特点。中国专利CN105056890A公开的一种磁性纳米盘以及利用其进行重金属污水处理的方法，将制备的磁性纳米盘进行表面氨基修饰，提高重金属离子的吸附能力，因此磁性纳米功能材料因其独特的顺磁性、良好的生物相容性、较高的吸附能力、可回收利用等优势，成为目前国内外最具吸引力的吸附材料之一。

发明内容

为解决废水中重金属铜、镉离子因持久性、隐蔽性、毒性大、不能被微生物降解的问题，本发明提供一种改性铁基功能材料在修复重金属污染中的应用。

为达到上述目的，本发明采用以下方案：

改性铁基功能材料在重金属污染修复中的应用，所述的应用具体为吸附重金属污染水中的Cu²⁺和Cd²⁺；所述的改性铁基功能材料以六水合氯化铁、乙二醇、无水乙酸钠、二乙烯三胺和十二烷基硫酸钠为原料反应制得铁基功能材料，再接种微生物制备而成。

进一步地，所述改性铁基功能材料吸附Cu²⁺和Cd²⁺的具体步骤为：将改性铁基功能材料置于含重污染物的水溶液中，调节pH为3～6，置于温度为25℃、转速为170℃的恒温振荡器中振荡3～50min。

进一步地，所述pH为5.38，所述振荡的时间为30min。

进一步地，所述改性铁基功能材料的制备过程如下：步骤A.取六水合氯化铁于烧杯中，加入乙二醇，搅拌30～40min后加入无水乙酸钠、二乙烯三胺、十二烷基硫酸钠，搅拌至完全溶解，转入含聚四氟乙烯内衬的自压反应釜中，密封后180～220℃恒温反应1.8～2.2h，冷却至室温，经洗涤离心干燥后得铁基功能材料；步骤B.取蛋白胨、铁基功能材料混合，加水灭菌后接种微生物，再经恒温振荡，取沉淀物干燥并高温灼烧，得改性铁基功能材料。

进一步地，所述步骤A中十二烷基硫酸钠、无水乙酸钠、六水合氯化铁的质量比为5：40：17，所述乙二醇：二乙烯三胺的体积比为8～10：1。

进一步地，所述步骤A中洗涤为采用去离子水和无水乙醇交替洗涤，去离子水：无水乙醇比例为2～3：5～7。

进一步地，所述步骤A中离心为在4000r/min离心5min，干燥温度为60℃～70℃。