本發明屬于水處理領域，尤其涉及一種納米零價鐵負載材料及其制備方法和污水中六價鉻的凈化方法。本發明提供的納米零價鐵負載材料包括腐殖酸和負載在腐殖酸表面的納米零價鐵粒子。本發明以腐殖酸作為納米零價鐵的載體材料，其具有碳材料的性質，可為納米零價鐵提供強有力的附著位點，有效的避免納米零價鐵之間的團聚；而且腐殖酸對金屬離子具有較強的吸附能力，能夠減少零價鐵在還原六價鉻過程中鐵離子的氧化溶出，同時也能對被還原的三價鉻進行吸附，從而極大的降低污水中殘余鐵離子和鉻離子的濃度。而且相比于傳統納米零價鐵顆粒，本發明提供的納米零價鐵負載材料的粒徑相對較大，更容易從水體中分離回收。

技術領域

本發明屬于水處理領域，尤其涉及一種納米零價鐵負載材料及其制備方法和污水中六價鉻的凈化方法。

背景技術

重金屬造成的水體污染是一個非常普遍并且嚴重的問題，在重金屬污染中六價鉻是最常見的一種，它主要產生于工業污染，比如電鍍漂洗廢水、制革廢水、以及金屬加工廢水等。鉻是一種重金屬，常見的價態為+2、+3和+6，在水環境中主要是以+3和+6價的形式存在，其中，Cr(VI)的毒性是Cr(III)的100倍，六價鉻Cr(VI)被認為具有毒性和致癌性，并可能導致哮喘，內出血，皮炎，腎臟和肝臟損害以及惡心等一些健康問題。

目前，對于六價鉻的去除主要有物理、化學和生物方法。物理法處理六價鉻包括離子交換、膜過濾、吸附等方法，其中離子交換和膜過濾的成本昂貴，一般只應用在特殊場合。因此物理處理方法中主要以吸附為主，但物理吸附仍具有吸附容量有限的缺點，同時對于某些難得的原料，其處理成本會顯著增加。生物修復過程為將有害污染物轉化為無毒化合物，并且具有能源需求低、操作成本低、對環境和健康無害以及效率高、可重復使用和金屬回收等優點，目前已經能夠還原六價鉻的微生物包括好氧細菌、厭氧細菌以及部分真菌，即使這樣目前已發現能夠對六價鉻進行處理的微生物種類較少，處理六價鉻的濃度低，因而在實際應用中往往受到限制。化學法是目前常用的去除六價鉻的主要手段。化學修復是使用化學品將Cr(VI)還原為Cr(III)，常用的化學品有：二氧化硫、亞硫酸氫鈉、硫酸亞鐵、氯化亞鐵等。采用以上物質進行六價鉻修復時，易產生大量的剩余污泥，剩余污泥的管理、運輸和最終處置以及相關成本方面存在困難。化學法進行處理的時候可以采用電化學方法處理，如電溶解、電絮凝等方法，但這類方法對六價鉻的去除不甚理想，并且對電極和pH要求較高。在所有的方法中，納米零價鐵作為一種新興的六價鉻的處理手段正在被廣泛研究。

納米零價鐵處理六價鉻的主要原理是吸附還原沉淀，還原沉淀似乎能最大限度降低六價鉻毒性的方法，因為它的能夠在極短的的時間將六價鉻還原成成三價鉻，繼續將三價鉻吸附，在有限的時間內控制了六價鉻毒性的蔓延。在還原方法中，納米零價鐵(nZVI)是用于廢水原位修復的最有效材料之一。與傳統的零價鐵(ZVI)顆粒相比，nZVI具有更高的比表面積、更強的表面活性和廣泛的適用性。nZVI被廣泛用于原位修復受Cr(VI)污染的地下水，因為它比傳統的ZVI，硫酸亞鐵和多硫化鈣成本更低，速度更快，效率更高且對環境更友好。

但由于納米粒子具有較大比表面積和超高表面能，再加上范德華力和磁性能，nZVI粒子經常形成聚集體，從而大大降低了它們在受污染的地下水和土壤中的傳播，當nZVI不與目標污染物接觸時，經常會發生氧化，導致nZVI失活。此外利用納米零價鐵處理重金屬六價鉻時容易溶出鐵離子，未溶出鐵離子的納米粒子在溶液中不易分離，容易導致處理后存在二次污染的情況。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種納米零價鐵負載材料及其制備方法和污水中六價鉻的凈化方法，本發明提供的納米零價鐵負載材料可高效去除水體中的六價鉻，而且在除六價鉻過程中不易溶出鐵離子，并且在除六價鉻結束后分離回收的難度較低。

本發明提供了一種納米零價鐵負載材料，包括腐殖酸和負載在所述腐殖酸表面的納米零價鐵粒子。

優選的，所述納米零價鐵粒子完全包裹所述腐殖酸的表面，形成零價鐵層。

優選的，所述納米零價鐵粒子的直徑為0.1～1nm。