一種用于修復六價鉻污染土壤的FeS微粒的制備與使用方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及土壤污染領域，具體是一種用于修復六價鉻污染土壤的FeS微粒的制 備與使用方法。
【背景技術】
[0002]由于鉻在電鍍、冶金、木材加工等方面的應用，產生了大量的含鉻廢渣及廢水。從 而導致大量的土壤、水體受到了重金屬鉻的污染，尤其是六價鉻。六價鉻在極易溶于水，有 很強的氧化性，活性高，被土壤膠體吸附的能力相對較弱，因此在環境中有較強的迀移性， 對環境、生態安全和人體健康造成了極大的威脅。
[0003] 目前針對六價鉻污染土壤的修復技術主要有還原/穩定化、土壤淋洗、電動修復、 生物修復等技術。生物修復技術和電動修復還屬于實驗室開發階段，而且受到土質等條件 的影響，還沒有應用于大規模的土壤修復。土壤淋洗也是一種發展潛力較大的新技術，它具 有處置時間短，受地層影響小的特點，但是在大規模土壤修復時，成本較高且存在二次污 染，制約了該技術實際工程應用，尤其是異位修復。因此目前最常用的六價鉻污染土壤的修 復方式主要是化學還原/穩定化技術。
[0004]化學還原/穩定化技術主要是利用還原物質將土壤中的六價鉻還原為三價鉻，然 后三價鉻形成沉淀或被土壤吸附穩定在土壤中，該技術目前在我國應用廣泛。因此植被一 種能快速還原六價鉻并將鉻穩定化的修復劑具有重要意義。
[0005] FeS同時含有還原性的Fe(II)和S(II)，而且都能將六價鉻還原為三價鉻。還原形 成的三價鉻可以形成氫氧化鉻沉淀，或與鐵形成很穩定的鉻-鐵氫氧化物沉淀。相關研究表 明這些沉淀具有很好的穩定性，在pH>5的情況下溶解度很低。
[0006] 目前在相關文獻和專利中制備的FeS主要有FeS固體顆粒和FeS納米顆粒。由于納 米顆粒的粒徑較小，比表面積大，反應活性高，可以制成懸浮液應用于土壤修復。但是制備 的FeS納米顆粒濃度較小，在實際穩定化過程中可能需要大量的懸浮液，就造成水與土壤的 比例很大，有可能形成二次污染。因此制備高濃度，同時具備粒徑小的FeS微粒懸浮液將有 助于解決這一問題。
【發明內容】
[0007] 本發明的目的是解決六價鉻污染土壤的問題，提供一種用于修復六價鉻污染土壤 的FeS微粒的制備與使用方法。
[0008] 為實現本發明目的而采用的技術方案是這樣的，一種用于修復六價鉻污染土壤的 FeS微粒的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0009] 1.1)在純水中通入氮氣30~60min，得到去氧的純水；
[0010] 1.2)使用去氧的純水配置濃度為0.852m〇VL的FeS(k溶液和濃度為〇.852mol/L的 Na2S溶液；
[0011] 1.3)在容器中加入濃度為0.2 %~0.3 %的羧甲基纖維素鈉溶液，通入氮氣；
[0012] 1.4)在容器中加入步驟1.2)中配置的FeS〇4溶液，通入氮氣30min，所述羧甲基纖 維素鈉溶液與FeS〇4溶液的體積比為11:2;
[0013] 1.5)在容器中滴加步驟1.2)中配置的Na2S溶液，所述Na2S溶液的滴入量與步驟 1.4)中的FeS〇4溶液量相等，滴加速度為0.02~0.05mL/s，滴加過程中持續通入氮氣且持續 攪拌，滴加完成后繼續攪拌5m i η，得到Fe S懸浮液A;
[0014] 1.6)將步驟1.5)中得到的FeS懸浮液A進行離心，離心后去掉上清液，得到FeS固 體；
[0015] 1.7)量取與步驟1.6)中所述的上清液量相等羧甲基纖維素鈉溶液，將稱量得到的 羧甲基纖維素鈉溶液通入氮氣;將通入氮氣30min后的羧甲基纖維素鈉溶液加入到FeS固體 中，得到懸浮液B，所述羧甲基纖維素鈉溶液的濃度為0.8%~1 % ;
[0016] 1.8)將步驟1.7)中得到的懸浮液B通入氮氣后，進行攪拌，攪拌均勻后，進行旋轉 振蕩和超聲分散得到懸浮液C;
[0017] 1.9)將步驟1.8)中制得的懸浮液C進行避光密封保存，即得到FeS微粒懸浮液。
[0018] 一種用于修復六價鉻污染土壤的FeS微粒的使用方法，其特征在于，包括以下步 驟：
[0019] 2.1)在六價絡污染土壤中加入FeS微粒懸浮液，其中FeS與土壤中的六價絡的摩爾 比為1.5:1~2:1;
[0020] 2.2)在燒杯中加入純水，使得土壤的含水率為30%~40% ;
[0021] 2.3)使用高速機械攪拌器將上述混合物進行重復攪拌；
[0022] 2.4)將步驟2.3)中得到的攪拌后的混合物置于室溫下進行反應和養護;反應后的 土壤即為修復后的土壤。
[0023] 進一步，所述步驟1.5)中的攪拌速率為200~300r/min。
[0024] 進一步，所述步驟1.6)中的離心時間為5~lOmin，離心速率為1000~1500r/min。
[0025] 進一步，所述步驟1.8)中攪拌時間為5~lOmin，旋轉振蕩速度為30~50r/min，超 聲分散的頻率為80KHz，時間均為30min~40min。
[0026] 進一步，所述步驟2.3)中的攪拌轉速為500~600r/min，攪拌時間為2min，重復次 數為3次。
[0027]進一步，所述步驟2.4)中的養護時間為15天。
[0028]本發明的技術效果是毋庸置疑的，本專利制備的FeS微粒相對于現有技術中的修 復污染技術，有更高的修復能力，且修復六價鉻的污染土壤的時間很快，同時對土壤本身的 性質影響較小土壤中六價鉻的去除率達到98.9%。
【附圖說明】
[0029]圖1為實施例1制備的Fe S微粒的掃描電鏡照片；
[0030]圖2為實施例1制備的FeS微粒能譜圖；
[0031]圖3為實施例1制備的FeS微粒的XRD圖譜；
[0032]圖4為時間對FeS微粒去除土壤中六價鉻的影響；
[0033]圖5為時間對FeS微粒穩定化土壤中六價鉻的影響。
[0034]圖中：圖2為圖1中的點1的FeS微粒能譜圖。
【具體實施方式】
[0035]下面結合實施例對本發明作進一步說明，但不應該理解為本發明上述主題范圍僅 限于下述實施例。在不脫離本發明上述技術思想的情況下，根據本領域普通技術知識和慣 用手段，做出各種替換和變更，均應包括在本發明的保護范圍內。
[0036] 實施例1:
[0037] -種用于修復六價鉻污染土壤的FeS微粒的制備方法，其特征在于，包括以下步 驟：
[0038] 1.1)在純水中通入純度為99.99%氮氣3〇11^11，得到氧濃度低于311^/1的純水 ；
[0039] 1.2)使用去氧的純水和FeS〇4.7H20,配置成濃度為0.852mol/L的FeS〇4溶液;使用 去氧的純水和Na2S. 9H20配置成濃度為0.852mol/L的Na2S溶液；
[0040] 1 · 3)在250mL的容器中加入110mL的濃度為0 · 2%~0 · 3%的羧甲基纖維素鈉(CMC) 溶液，通入氮氣30min;
[0041 ] 1.4)在容器中加入步驟1.2)中配置的20mL濃度為0.852mol/L的FeS〇4溶液，通入 氮氣lOmin;
[0042] 1.5)向容器中滴加步驟1.2)中配置的20mL濃度為0.852mol/L的Na2S溶液，滴加速 度為0.02~0.05mL/s，滴加過程中持續通入氮氣并且持續攪拌，攪拌速度為250r/min，滴加 完成后繼續攪拌5min，得到FeS懸浮液。
[0043] 1.6)將步驟1.5)中得到的FeS懸浮液進行離心，離心lOmin后去掉上清液;量取與 上清液量相等羧甲基纖維素鈉溶液，所述羧甲基纖維素鈉溶液的濃度為0.8%~1%，將稱 量得到的羧甲基纖維素鈉溶液通入氮氣30min;將通入氮氣后的羧甲基纖維素鈉溶液加入 到離心后的FeS溶液中，得到懸浮液;離心速率為1000r/min。
[0044] 1.7)將步驟1.6)中得到的懸浮液通入氮氣后，進行攪拌，攪拌5min后，進行旋轉振 蕩和超聲分散，旋轉振蕩速度為30~50r/min，超聲分散的頻率為80KHz，時間均為30min。
[0045] 1.8)將步驟1.7)中制得的懸浮液進行避光密封保存，即得到FeS微粒懸浮液，FeS 微粒懸浮液的濃度為l〇〇〇〇mg/L左右。
[0046] 實施例2:
[0047]實施例1中制得的FeS微粒的表征
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