[发明专利]一种复配型表面活性剂耦合硫化微米零价铁体系还原脱氯的方法

说明书

本发明公开了一种复配型表面活性剂耦合硫化微米零价铁体系还原脱氯氯代烃的方法，属于水体化学原位修复技术领域。本发明使用复配表面活性剂HTAB和Tween80耦合硫化微米零价铁材料作为还原剂还原水体中氯代烃，在复配表面活性剂的有效调控下，促进硫化微米零价铁对四氯化碳的高效还原，且复配表面活性剂耦合硫化微米零价铁比HTAB耦合硫化微米零价铁体系可重复使用性能优越，对氯代烃(四氯化碳)去除率更高，表面活性剂复配体系降低阳离子表面活性剂HTAB的用量和成本的同时，不会对环境造成二次污染。此外，本发明提供的方法制备工艺简单，反应速率较快，去除多种氯代烃污染物能力强，适用PH范围广，更适用于实际应用。

技术领域

本发明涉及一种复配型表面活性剂耦合硫化微米零价铁体系还原脱氯的方法，属于水环境原位化学修复技术领域。

背景技术

氯代烃作为常用的干洗溶剂、金属脱脂剂、制冷剂被广泛用于工业、农业和制造业生产中，但其过量使用和不当排放导致水体和土壤污染。由于大多数氯代烃具有难降解、易生物累积和可长距离迁移等特性，不加以处理会长期危害生态环境和人体健康，四氯化碳、氯仿、三氯乙烯、四氯乙烯等已被我国列入68种优先控制污染物“黑名单”。

目前，对于水体中氯代烃常用的修复技术主要分为物理、生物和化学三大类。微生物降解通常利用厌氧或好氧微生物的生长代谢过程来降解氯代烃，但微生物修复技术降解速率慢，修复周期较长限制了其使用场景；化学氧化包括光催化降解和高级氧化，光催化降解大多数需要紫外灯照射，可见光催化剂进展缓慢难以规模化应用；通过强氧化性自由基来快速矿化污染物的高级氧化技术，虽然可以高效快速降解氯代有机污染物，但催化剂极为昂贵，难以分离再次使用。

相比之下，以微纳米粒径零价铁为还原剂的化学还原修复技术，因其原料以获取，价格低廉，给电子能力强的优势被广泛应用于氯代有机污染物、芳香族化合物、重金属污染场地。针对微纳米粒径零价铁在使用该过程中易老化、活性损失快、迁移能力差的特点，开发出了硫化改性零价铁的技术，但由于疏水性氯代烃与硫化零价铁的低效接触，硫化零价铁颗粒在水体中聚集现象，阻碍还原脱氯效果。为了增加氯代烃与硫化零价铁的接触效率，稳定硫化零价铁在水体中的迁移率和给电子能力，本发明提供了一种复配表面活性剂耦合硫化微米零价铁还原氯代烃脱氯的方法。

发明内容

本发明针对现有硫化零价铁化学还原修复技术存在的上述不足，提供了一种制备工艺简单、反应速率较快、去除复合型污染物能力强、所使用试剂可生物降解、无二次污染的复配表面活性剂耦合硫化微米零价铁材料去除水体中氯代有机污染物的方法。

本发明的技术方案：

本发明提供一种基于复配型表面活性剂耦合硫化微米零价铁系统去除水体中氯代烃的方法，该方法为：将复配型表面活性剂耦合硫化微米零价铁材料加入到含有氯代烃的水体中，还原水体中的氯代烃；其中，复配型表面活性剂包括十六烷基三甲基溴化铵(HTAB)和Tween80。

进一步限定，HTAB和Tween80复配体系的浓度分别为0.08g/L和0.03g/L。

进一步限定，硫化微米零价铁的S/Fe摩尔比为0.168，根据现有球磨法制备硫化微米零价铁方法，本发明中硫化微米零价铁制备条件为：使用升华硫粉和400目微米零价铁，以500r/min转速球磨6h，球磨过程中直径为10mm的氧化锆球数量为25个，直径为5mm的氧化锆球数量为150个。制备得到的硫化微米零价铁冻干处理24h后，放置于含有氮气的手套箱中保存。

进一步限定，复配表面活性剂耦合硫化微米零价铁材料制备是在含有HTAB和Tween80浓度分别为0.08g/L和0.03g/L的100mL血清瓶中加入0.3g硫化微米零价铁材料，在恒温震荡培养箱中以150r/min转速震荡平衡1h。

进一步限定，复配表面活性剂耦合硫化微米零价铁材料使用浓度为3.0g/L。

进一步限定，水体中含有的氯代烃类污染物为四氯化碳，初始浓度为20mg/L。