本发明属于复合功能材料的羟基化改性技术领域，具体涉及一种羟基功能化改性提升fe0/fe3o4复合材料对废水中cr(vi)去除性能的方法。
背景技术
近年来，随着工业现代化的不断发展，燃料、电镀、采矿、冶炼等产业进程进一步加快。在这些产业发展过程中会排出大量含有重金属的废水，对环境造成了严重的污染。其中铬污染（主要为六价铬）最为突出。由于cr(vi)废水的不合理排放，造成地表水环境的严重污染，甚至还会进一步危害动物、植物和人类的健康。常见cr(vi)废水的处理技术有很多种，包括混凝沉淀法、氧化还原法、离子交换法和膜分离技术等。近年来，国内外众多学者对fe0还原有害重金属进行了大规模试验探究，发现fe0化学性质活泼，还原能力极强，能够将多种金属置换出来，cr(vi)的氧化还原电位高于fe0，二者可发生氧化还原反应。
现今，有大量使用fe0去除废水中重金属的报道，但很少有学者将fe0和fe3o4结合来处理废水中cr(vi)。采用变频微电脑行星式球磨机将微米fe0和fe3o4充分研磨，利用氧化锆球体增强材料之间产生摩擦力和剪切应力，使二者变成粒径更小、比表面积更大的复合材料。但发现这种复合材料虽然有较强的去除废水中cr(vi)能力，但由于其疏水性，使其活性受到较大限制。
技术实现要素：
本发明解决的技术问题是提供了一种羟基功能化改性提升fe0/fe3o4复合材料对废水中cr(vi)去除性能的方法，该方法具有经济高效和便于回收重金属的特点，在去除重金属的同时不引入新的污染物，进而避免对环境造成二次污染。
本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，羟基功能化改性提升fe0/fe3o4复合材料对废水中cr(vi)去除性能的方法，其特征在于：在相同条件下，羟基功能化改性后的fe0/fe3o4复合材料对废水中cr(vi)去除性能均优于改性前的fe0/fe3o4复合材料，羟基功能化改性的具体过程为：将微米级零价铁和微米级四氧化三铁按照质量比1:0.05的比例混合均匀，再加入氧化锆磨球通过变频微电脑行星式球磨机进行机械球磨得到fe0/fe3o4复合材料，将fe0/fe3o4复合材料与无水乙醇在室温下通过机械搅拌进行反应，其中fe0/fe3o4复合材料与无水乙醇的投料配比为1g:20ml，反应完全后用氮气吹干得到羟基功能化改性fe0/fe3o4复合材料，并于氮气氛围下保存。
优选的，所述机械球磨为间歇交替正反转球磨，即球磨10min间歇停止5s后再继续球磨，如此反复直至球磨累积时间等于设定球磨时间。
优选的，所述氧化锆磨球包括直径为1mm氧化锆磨球、直径为2mm的氧化锆磨球、直径为4mm的氧化锆磨球和直径为8mm的氧化锆磨球，其中直径为1mm氧化锆磨球、直径为2mm的氧化锆磨球、直径为4mm的氧化锆磨球与直径为8mm的氧化锆磨球的质量比为3:8:20:8。
优选的，所述机械搅拌的转速为280rad/min，机械搅拌的反应时间为24h。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、传统fe0/fe3o4复合材料无法大批量生产，且无法按照确定比例进行生成，球磨法可以大批量合成，且可按照一定比例进行合成；
2、fe0/fe3o4复合材料具有磁性特点，易于回收再利用，同时也降低了对环境的污染，是环境友好型材料；
3、通过羟基功能化改性，使其表面发生改变，减弱其疏水性，大大增强了其在水中的反应活性。
附图说明
图1是本发明实施例1制得fe0/fe3o4复合材料的xrd图谱；
图2是本发明实施例1制得fe0/fe3o4复合材料亲水疏水性测试结果图；
图3是本发明实施例2中羟基功能化改性后制得fe0/fe3o4复合材料的ft-ir图谱；
图4是本发明实施例3中未羟基功能化和羟基功能化fe0/fe3o4复合材料对cr(vi)去除效果的折线图。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
在本实例中，将微米级零价铁和微米级四氧化三铁按质量比为1:0.05的比例充分混合得到原料混合物，磨球包括φ1mm、φ2mm、φ4mm和φ8mm四种氧化锆磨球，四种氧化锆磨球对应的质量比为3:8:20:8；启动机械球磨机正反转交替球磨8h得到球磨产物，其中机械球磨机的转速为375r/min；将球磨产物研磨粉碎得到fe0/fe3o4复合材料。
从xrd图（图1）可以看出制得的fe0/fe3o4复合材料保持了零价铁的主要特征衍射峰，并在2θ=44.8°、65.2°处出现单质铁的衍射峰，没有出现铁的氧化物的衍射峰。
实施例2
称取一定量实例1中制得的fe0/fe3o4复合材料加入到无水乙醇中，其中1gfe0/fe3o4复合材料对应无水乙醇的体积为20ml，放入恒温水浴锅（温度为25℃）中，机械搅拌反应24h，机械搅拌转速为280r/min。
从亲水疏水性测试图（图2）可以看出羟基功能化改性前后fe0/fe3o4复合材料表面发生了一系列的变化，并使其在水中溶解度大大增强。就这种变化对材料表面官能团做出了进一步研究，从ft-ir图（图3）分析可知，羟基化改性fe0/fe3o4复合材料分别在631cm-1，499cm-1：fe-o，1152cm-1、1020cm-1：fe-o-h，1390cm-1：feooh，1630cm-1：羟基基团。
实施例3
称取一定量未羟基功能化和羟基功能化fe0/fe3o4复合材料分别于125ml聚四氟乙烯瓶中，加入100ml质量浓度为50mg/lcr(vi)溶液，用hcl调节溶液ph至3，于恒温振荡箱中反应，温度为25℃，转速为180r/min，分别与2min，5min，10min，15min，30min，60min，90min，120min，180min，240min，300min，360min，420min，480min取样，使用二苯碳酰二肼分光光度法测定溶液中cr(vi)含量。从图4中可以看出，经羟基功能化改性后，fe0/fe3o4复合材料对cr(vi)的去除能力远远大于改性前。
以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。