CN101514036A - 一种去除水体中芳香类化合物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采用零价铁基材料去除水体中的芳香类化合物的方法。该方法所用的零价铁基材料为三维尺寸中至少一维尺寸为100nm～1cm的含铁元素质量不低于50％(w/w)无机材料。本发明方法的具体步骤包括：(1)零价铁基材料的酸洗活化，即把零价铁基材料置于无机强酸溶液中搅拌或振荡，然后用去离子水洗至近中性；(2)吸附，使经酸洗活化后的零价铁基材料与含有芳香化合物的水体在搅拌或振荡的条件下充分接触，也可加压使含有芳香化合物的水体通过装有经酸洗活化的零价铁基材料的容器。本发明具有使用设备简单、操作过程简便省时经济，较小二次污染的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种去除水体中芳香类化合物的方法，特别是一种以零价铁基材料为吸附剂来去除水体中芳香类化合物的方法。
背景技术
随着我国经济的迅速发展，但同时我们赖以生存的水环境也伴随着污染处于越来越严重的尴尬境地。芳香化合物是各造纸，染料，香料，农药中不可缺少的成分之一，几乎在上述工业生产与应用的各个环节都涉及芳香化合物，尤其以印染废水，造纸废水，农药废水中的含量为高。另一方面，由于该类化合物的化学性质的稳定，在自然环境中难以被生物降解。工业废水中的芳香化合物多数为环境污染物，有些毒性高，甚至对人类有致癌作用，如果不能及时防止和治理芳香化合物对水体的污染，势必对水体中的生物与人类产生严重的危害。近年来，寻找更加有效的低耗高效治理方法越发受到人们的重视。
发明内容
本发明的目的在于提供一种经济有效、简便易行的以零价铁基材料为吸附剂来去除水体中芳香类化合物的方法。
我国铁资源较丰富，零价铁化学性质比较活泼，零价铁基材料来源广范，价格低廉。建立用零价铁基材料减少水体中芳香化合物的适当方法，对治理由芳香化合物所造成水体污染具有广阔应用前景。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种去除水体中芳香类化合物的方法，其特征在于该方法以零价铁基材料为吸附剂，具体方法为：
a.零价铁基材料的酸洗活化；
b.把步骤a所得的经酸洗活化后的零价铁基材料与含有芳香类化合物的水体充分接触；所述的零价铁基材料为至少一维尺寸为100nm～1cm，且其中含铁元素的质量百分含量不低于50％的无机材料。
上述的零价铁基材料为不规则形状的屑状、球状、多孔球状或棒状。
上述的零价铁基材料的酸洗活化的具体方法为：将零价铁基材料置于浓度不超过0.1mol/L的盐酸、硝酸或硫酸或他们的混合溶液中，搅拌或振荡，然后用去离子水洗至pH为5～8。
上述的使经酸洗活化后的零价铁基材料与含有芳香化合物的水体充分接触的方法为：将零价铁基材料浸没在含有芳香类化合物的水体中，经充分搅拌或振荡，使零价铁基材料能充分吸附水体中的零价铁基材料；或者将含有芳香类化合物的水体通过装有经酸洗活化的零价铁基材料的容器。
本发明具有使用设备简单、操作过程简便省时经济，较小二次污染的优点。
附图说明
图1为实施例一中零价铁基材料去除水中苯乙酮的吸附曲线图。
图2为实施例二中零价铁基材料去除水中2-萘乙醇的吸附曲线图。
图3为实施例三中零价铁基材料处理印刷材料厂排放的污水前后的色谱图。其中曲线a为该印刷材料厂排放污水处理前的色谱曲线，曲线b为该水样采用零价铁基材料处理后的色谱曲线。
图4为实施例四中零价铁基材料处理印刷材料厂排放的污水前后的色谱图。其中曲线a为该印刷材料厂排放污水处理前的色谱曲线，曲线b为该水样采用含镍零价铁基无机材料处理后的色谱曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实例例一：采用零价铁基材料减少水中的苯乙酮(AP)
在室温条件下，将粒径为40μm的称铁粉5g在浓度为1mmol/L的盐酸中回流过夜，用去离子水洗至pH为5，然后加入10mL含苯乙酮浓度分别为100、130、170、200、300、400、500mg/L的水样，超声振荡10min，静止30min。通过高效液相色谱分析采用零价铁基材料处理前后水样中的苯乙酮，所得数据绘成吸附曲线，参见图1。图1表明水样中苯乙酮浓度小于300mg/L时，所用零价铁基材料对苯乙酮的吸附已达饱和。
实施例二：采用零价铁基材料减少水中的2-萘乙醇(2-NE)
在室温条件下，将粒径分别约为50nm、40μm和150μm的称铁粉5g在浓度为1mmol/L的盐酸中回流过夜，用去离子水洗至pH为5，然后加入10mL含2-萘乙醇浓度分别为100、130、170、200、300、400、500mg/L的水样，超声振荡10min，静止30min。通过高效液相色谱分析采用零价铁基材料处理前后水样中的2-萘乙醇。其中采用40μm铁粉所得数据绘制成的吸附曲线，参见图2。图2表明水样中2-萘乙醇浓度小于300mg/L时，所用零价铁基材料对2-萘乙醇的吸附已达饱和。
实施例三：采用零价铁粉对某印刷材料厂排放污水的处理
在室温条件下，将粒径为40μm的称铁粉1g在浓度为0.05mol/L的硫酸中回流过夜，将酸洗活化后的铁粉用去离子水洗至pH为8，置玻璃烧杯中，然后加入10mL某印刷材料厂排放污水，超声振荡10min，静止30min。通过高效液相色谱分析采用零价铁基材料处理前后该污水水样，所得色谱图如图3所示。已知该印刷材料厂排放污水中含有芳香化合物萘的衍生物。图3中曲线a为该印刷材料厂排放污水处理前的色谱曲线，曲线b为该水样采用零价铁基材料处理后的色谱曲线。通过比较色谱曲线a与色谱曲线b可知此印刷材料厂排放污水采用零价铁基材料处理后水体中污染物含量已显著降低。增加铁粉用量并延长铁粉与水样的接触时间，将会进一步减少污染物含量。
实施例四：采用零价铁基无机材料对某印刷材料厂排放污水的处理
采用组成含铁约65％和镍约35％的最大一维长度在0.1～1cm的无机片屑材料约4g，在保持其他实验条件与实施例3基本相同的条件下，对10mL某印刷材料厂排放污水进行处理。通过高效液相色谱分析处理前后该污水水样，所得色谱图如图4所示。已知该印刷材料厂排放污水中含有芳香化合物萘的衍生物。图4中曲线a为该印刷材料厂排放污水处理前的色谱曲线，曲线b为该水样采用含镍零价铁基无机材料处理后的色谱曲线。通过比较色谱曲线a与色谱曲线b，可见此印刷材料厂排放污水采用含镍零价铁基无机材料处理后水体中污染物含量有所降低。我们发现零价铁基无机材料对减少水体中芳香化合物的效果与此类材料的比表面积和含铁量有关。
Claims (4)
1.一种去除水体中芳香类化合物的方法，其特征在于该方法以零价铁基材料为吸附剂，具体方法为：
a.零价铁基材料的酸洗活化；
b.把步骤a所得的经酸洗活化后的零价铁基材料与含有芳香类化合物的水体充分接触；所述的零价铁基材料为至少一维尺寸为100nm～1cm，且其中含铁元素的质量百分含量不低于50％的无机材料。
2.根据权利要求1所述的去除水体中芳香类化合物的方法，其特征在于所述的零价铁基材料为不规则形状的屑状、球状、多孔球状或棒状。
3.根据权利要求1所述的去除水体中芳香类化合物的方法，其特征在于所述的零价铁基材料的酸洗活化的具体方法为：将零价铁基材料置于浓度不超过0.1mol/L的盐酸、硝酸或硫酸或他们的混合溶液中，搅拌或振荡，然后用去离子水洗至pH为5～8。
4.根据权利要求1所述的去除水体中芳香类化合物的方法，其特征在于所述的使经酸洗活化后的零价铁基材料与含有芳香化合物的水体充分接触的方法为：将零价铁基材料浸没在含有芳香类化合物的水体中，经充分搅拌或振荡，使零价铁基材料能充分吸附水体中的零价铁基材料；或者将含有芳香类化合物的水体通过装有经酸洗活化的零价铁基材料的容器。
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