一种用于修复六价铬污染土壤的FeS微粒的制备与使用方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及土壤污染领域，具体是一种用于修复六价铬污染土壤的FeS微粒的制 备与使用方法。
【背景技术】
[0002]由于铬在电镀、冶金、木材加工等方面的应用，产生了大量的含铬废渣及废水。从 而导致大量的土壤、水体受到了重金属铬的污染，尤其是六价铬。六价铬在极易溶于水，有 很强的氧化性，活性高，被土壤胶体吸附的能力相对较弱，因此在环境中有较强的迀移性， 对环境、生态安全和人体健康造成了极大的威胁。
[0003] 目前针对六价铬污染土壤的修复技术主要有还原/稳定化、土壤淋洗、电动修复、 生物修复等技术。生物修复技术和电动修复还属于实验室开发阶段，而且受到土质等条件 的影响，还没有应用于大规模的土壤修复。土壤淋洗也是一种发展潜力较大的新技术，它具 有处置时间短，受地层影响小的特点，但是在大规模土壤修复时，成本较高且存在二次污 染，制约了该技术实际工程应用，尤其是异位修复。因此目前最常用的六价铬污染土壤的修 复方式主要是化学还原/稳定化技术。
[0004]化学还原/稳定化技术主要是利用还原物质将土壤中的六价铬还原为三价铬，然 后三价铬形成沉淀或被土壤吸附稳定在土壤中，该技术目前在我国应用广泛。因此植被一 种能快速还原六价铬并将铬稳定化的修复剂具有重要意义。
[0005] FeS同时含有还原性的Fe(II)和S(II)，而且都能将六价铬还原为三价铬。还原形 成的三价铬可以形成氢氧化铬沉淀，或与铁形成很稳定的铬-铁氢氧化物沉淀。相关研究表 明这些沉淀具有很好的稳定性，在pH>5的情况下溶解度很低。
[0006] 目前在相关文献和专利中制备的FeS主要有FeS固体颗粒和FeS纳米颗粒。由于纳 米颗粒的粒径较小，比表面积大，反应活性高，可以制成悬浮液应用于土壤修复。但是制备 的FeS纳米颗粒浓度较小，在实际稳定化过程中可能需要大量的悬浮液，就造成水与土壤的 比例很大，有可能形成二次污染。因此制备高浓度，同时具备粒径小的FeS微粒悬浮液将有 助于解决这一问题。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是解决六价铬污染土壤的问题，提供一种用于修复六价铬污染土壤 的FeS微粒的制备与使用方法。
[0008] 为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种用于修复六价铬污染土壤的 FeS微粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0009] 1.1)在纯水中通入氮气30~60min，得到去氧的纯水；
[0010] 1.2)使用去氧的纯水配置浓度为0.852m〇VL的FeS(k溶液和浓度为〇.852mol/L的 Na2S溶液；
[0011] 1.3)在容器中加入浓度为0.2 %~0.3 %的羧甲基纤维素钠溶液，通入氮气；
[0012] 1.4)在容器中加入步骤1.2)中配置的FeS〇4溶液，通入氮气30min，所述羧甲基纤 维素钠溶液与FeS〇4溶液的体积比为11:2;
[0013] 1.5)在容器中滴加步骤1.2)中配置的Na2S溶液，所述Na2S溶液的滴入量与步骤 1.4)中的FeS〇4溶液量相等，滴加速度为0.02~0.05mL/s，滴加过程中持续通入氮气且持续 搅拌，滴加完成后继续搅拌5m i η，得到Fe S悬浮液A;
[0014] 1.6)将步骤1.5)中得到的FeS悬浮液A进行离心，离心后去掉上清液，得到FeS固 体；
[0015] 1.7)量取与步骤1.6)中所述的上清液量相等羧甲基纤维素钠溶液，将称量得到的 羧甲基纤维素钠溶液通入氮气;将通入氮气30min后的羧甲基纤维素钠溶液加入到FeS固体 中，得到悬浮液B，所述羧甲基纤维素钠溶液的浓度为0.8%~1 % ;
[0016] 1.8)将步骤1.7)中得到的悬浮液B通入氮气后，进行搅拌，搅拌均匀后，进行旋转 振荡和超声分散得到悬浮液C;
[0017] 1.9)将步骤1.8)中制得的悬浮液C进行避光密封保存，即得到FeS微粒悬浮液。
[0018] 一种用于修复六价铬污染土壤的FeS微粒的使用方法，其特征在于，包括以下步 骤：
[0019] 2.1)在六价络污染土壤中加入FeS微粒悬浮液，其中FeS与土壤中的六价络的摩尔 比为1.5:1~2:1;
[0020] 2.2)在烧杯中加入纯水，使得土壤的含水率为30%~40% ;
[0021] 2.3)使用高速机械搅拌器将上述混合物进行重复搅拌；
[0022] 2.4)将步骤2.3)中得到的搅拌后的混合物置于室温下进行反应和养护;反应后的 土壤即为修复后的土壤。
[0023] 进一步，所述步骤1.5)中的搅拌速率为200~300r/min。
[0024] 进一步，所述步骤1.6)中的离心时间为5~lOmin，离心速率为1000~1500r/min。
[0025] 进一步，所述步骤1.8)中搅拌时间为5~lOmin，旋转振荡速度为30~50r/min，超 声分散的频率为80KHz，时间均为30min~40min。
[0026] 进一步，所述步骤2.3)中的搅拌转速为500~600r/min，搅拌时间为2min，重复次 数为3次。
[0027]进一步，所述步骤2.4)中的养护时间为15天。
[0028]本发明的技术效果是毋庸置疑的，本专利制备的FeS微粒相对于现有技术中的修 复污染技术，有更高的修复能力，且修复六价铬的污染土壤的时间很快，同时对土壤本身的 性质影响较小土壤中六价铬的去除率达到98.9%。
【附图说明】
[0029]图1为实施例1制备的Fe S微粒的扫描电镜照片；
[0030]图2为实施例1制备的FeS微粒能谱图；
[0031]图3为实施例1制备的FeS微粒的XRD图谱；
[0032]图4为时间对FeS微粒去除土壤中六价铬的影响；
[0033]图5为时间对FeS微粒稳定化土壤中六价铬的影响。
[0034]图中：图2为图1中的点1的FeS微粒能谱图。
【具体实施方式】
[0035]下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅 限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯 用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
[0036] 实施例1:
[0037] -种用于修复六价铬污染土壤的FeS微粒的制备方法，其特征在于，包括以下步 骤：
[0038] 1.1)在纯水中通入纯度为99.99%氮气3〇11^11，得到氧浓度低于311^/1的纯水 ；
[0039] 1.2)使用去氧的纯水和FeS〇4.7H20,配置成浓度为0.852mol/L的FeS〇4溶液;使用 去氧的纯水和Na2S. 9H20配置成浓度为0.852mol/L的Na2S溶液；
[0040] 1 · 3)在250mL的容器中加入110mL的浓度为0 · 2%~0 · 3%的羧甲基纤维素钠(CMC) 溶液，通入氮气30min;
[0041 ] 1.4)在容器中加入步骤1.2)中配置的20mL浓度为0.852mol/L的FeS〇4溶液，通入 氮气lOmin;
[0042] 1.5)向容器中滴加步骤1.2)中配置的20mL浓度为0.852mol/L的Na2S溶液，滴加速 度为0.02~0.05mL/s，滴加过程中持续通入氮气并且持续搅拌，搅拌速度为250r/min，滴加 完成后继续搅拌5min，得到FeS悬浮液。
[0043] 1.6)将步骤1.5)中得到的FeS悬浮液进行离心，离心lOmin后去掉上清液;量取与 上清液量相等羧甲基纤维素钠溶液，所述羧甲基纤维素钠溶液的浓度为0.8%~1%，将称 量得到的羧甲基纤维素钠溶液通入氮气30min;将通入氮气后的羧甲基纤维素钠溶液加入 到离心后的FeS溶液中，得到悬浮液;离心速率为1000r/min。
[0044] 1.7)将步骤1.6)中得到的悬浮液通入氮气后，进行搅拌，搅拌5min后，进行旋转振 荡和超声分散，旋转振荡速度为30~50r/min，超声分散的频率为80KHz，时间均为30min。
[0045] 1.8)将步骤1.7)中制得的悬浮液进行避光密封保存，即得到FeS微粒悬浮液，FeS 微粒悬浮液的浓度为l〇〇〇〇mg/L左右。
[0046] 实施例2:
[0047]实施例1中制得的FeS微粒的表征
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