CN112980447A - 用于Cr（VI）污染土壤的还原固化剂制备方法及装置 - Google Patents

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赵申
陈阳
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Abstract

本发明公开了用于Cr(VI)污染土壤的还原固化剂制备方法及装置，将铁置入浓硫酸中得到亚铁离子溶液，再将铁的氧化物置入亚铁离子溶液中得到铁离子溶液，随后从铁离子溶液中将铁离子进行提取得到纯净铁离子溶液，然后将硫酸铁溶液和氧化石墨烯溶液按比例进行混合得到混合液，最后将纯净铁离子溶液置入混合液中得到铁离子混合液，以得到还原固化剂。本还原固化剂通过将硫酸铁溶液和氧化石墨烯溶液进行混合，从而使两者产生协同效果，且在混合液中置入铁离子，铁离子具有高氧化性，能够将土壤中的Cr(VI)进行还原，从而降低Cr(VI)对土壤的污染。

Description

用于Cr(VI)污染土壤的还原固化剂制备方法及装置
技术领域
本发明涉及Cr(VI)还原固化剂技术领域，尤其涉及一种用于Cr(VI)污染土壤的还原固化剂制备方法及装置。
背景技术
Cr(VI)为对环境具有潜在威胁的污染物，具有不被生物降解，易累积等特点，可通过多种途径进入土壤及水体环境，不仅退化土壤肥力，降低作物的产量和品质，而且会通过食物链累积危机人类的生命和健康。Cr(VI)是国际抗癌研究中心和美国毒理学组公布的致癌物，具有明显的致癌作用，常接触大剂量Cr(VI)会引起接触部位的溃疡或造成不良反应。摄入过量的Cr(VI)会引起肾脏和肝脏受损、恶心、胃肠道刺激、胃溃疡、痉挛甚至死亡。因此需要寻求一种用于Cr(VI)污染土壤的还原固化剂来对Cr(VI)进行还原处理，从而降低Cr(VI)对土壤的污染。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种用于Cr(VI)污染土壤的还原固化剂制备方法及装置，以对Cr(VI)进行还原处理，从而降低Cr(VI)对土壤的污染。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于Cr(VI)污染土壤的还原固化剂制备方法，
将铁置入浓硫酸中得到亚铁离子溶液；
将铁的氧化物置入亚铁离子溶液中得到铁离子溶液；
从铁离子溶液中将铁离子进行提取得到纯净铁离子溶液；
将硫酸铁溶液和氧化石墨烯溶液按比例进行混合得到混合液；
将纯净铁离子溶液置入混合液中得到铁离子混合液，以得到还原固化剂。
其中，在所述将铁置入浓硫酸中得到亚铁离子溶液的步骤中，将铁置入浓硫酸时对浓硫酸进行加热。
其中，在所述将硫酸铁溶液和氧化石墨烯溶液按比例进行混合得到混合液的步骤中，硫酸铁溶液和氧化石墨烯溶液按10：1的体积比进行混合。
其中，在所述将硫酸铁溶液和氧化石墨烯溶液按比例进行混合得到混合液的步骤中，硫酸铁溶液和氧化石墨烯溶液按40：1的体积比进行混合。
其中，在所述将硫酸铁溶液和氧化石墨烯溶液按比例进行混合得到混合液的步骤中，混合时间为5h。
其中，在所述将硫酸铁溶液和氧化石墨烯溶液按比例进行混合得到混合液的步骤中，混合温度为90-100℃。
本发明还提供一种用于制备Cr(VI)污染土壤的还原固化剂的装置，包括壳体和两个电加热器，所述壳体间隔设置有反应槽、混合槽和两个安置槽，所述反应槽和所述混合槽间隔设置，两个所述安置槽分别位于所述反应槽和所述混合槽的下方，两个所述电加热器分别位于两个所述安置操的内部。
本发明的有益效果体现在：在所述反应槽中倒入浓硫酸溶液，将铁置入浓硫酸中得到亚铁离子溶液，此时所述电加热器运行从而对浓硫酸溶液进行加热，以提高反应速率，随后将铁的氧化物置入亚铁离子溶液中得到铁离子溶液，采用化学方法从铁离子溶液中将铁离子进行提取得到纯净铁离子溶液，将硫酸铁溶液和氧化石墨烯溶液按10：1或40：1的体积比在温度为90—100℃的条件下行混合5h得到混合液，将纯净铁离子溶液置入混合液中得到铁离子混合液，从而以得到还原固化剂，硫酸铁溶液具有较细的颗粒结构，可以直接作为吸附剂用来吸附工业废水中的重金属，而氧化石墨烯溶液是氧化还原法制备石墨烯的前驱体，表面具有羟基、羧基等含氧官能团而具有良好的水溶性，同时也具有较高的比表面积，能和金属阳离子和带正电荷的有机物分子进行离子交换，本还原固化剂通过将硫酸铁溶液和氧化石墨烯溶液进行混合，从而使两者产生协同效果，且在混合液中置入铁离子，铁离子具有高氧化性，能够将土壤中的Cr(VI)进行还原，从而降低Cr(VI)对土壤的污染。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的用于Cr(VI)污染土壤的还原固化剂制备方法的流程图。
图2是本发明的用于制备Cr(VI)污染土壤的还原固化剂的装置的结构图。
1-壳体、11-反应槽、12-混合槽、13-安置槽、14-安装腔、2-电加热器、3-壳盖、31-卡合架、311-连接口、4-固定装置、41-弹簧、42-活动架。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种用于Cr(VI)污染土壤的还原固化剂制备方法，
S1:将铁置入浓硫酸中得到亚铁离子溶液；
S2:将铁的氧化物置入亚铁离子溶液中得到铁离子溶液；
S3:从铁离子溶液中将铁离子进行提取得到纯净铁离子溶液；
S4:将硫酸铁溶液和氧化石墨烯溶液按比例进行混合得到混合液；
S5:将纯净铁离子溶液置入混合液中得到铁离子混合液，以得到还原固化剂。
进一步的，在所述将铁置入浓硫酸中得到亚铁离子溶液的步骤中，将铁置入浓硫酸时对浓硫酸进行加热。
进一步的，在所述将硫酸铁溶液和氧化石墨烯溶液按比例进行混合得到混合液的步骤中，硫酸铁溶液和氧化石墨烯溶液按10：1的体积比进行混合。
进一步的，在所述将硫酸铁溶液和氧化石墨烯溶液按比例进行混合得到混合液的步骤中，硫酸铁溶液和氧化石墨烯溶液按40：1的体积比进行混合。
进一步的，在所述将硫酸铁溶液和氧化石墨烯溶液按比例进行混合得到混合液的步骤中，混合时间为5h。
进一步的，在所述将硫酸铁溶液和氧化石墨烯溶液按比例进行混合得到混合液的步骤中，混合温度为90-100℃。
请参阅图2，本发明还提供一种用于制备Cr(VI)污染土壤的还原固化剂的装置，包括壳体1和两个电加热器2，所述壳体1间隔设置有反应槽11、混合槽12和两个安置槽13，所述反应槽11和所述混合槽12间隔设置，两个所述安置槽13分别位于所述反应槽11和所述混合槽12的下方，两个所述电加热器2分别位于两个所述安置操的内部。
进一步的，所述用于制备Cr(VI)污染土壤的还原固化剂的装置还包括两个壳盖3，两个所述壳盖3分别位于所述反应槽11和所述混合槽12处，且两个所述壳盖3均与所述壳体1转动连接。
进一步的，所述用于制备Cr(VI)污染土壤的还原固化剂的装置还包括固定装置4，所述固定装置4包括弹簧41和活动架42，所述壳盖3设有卡合架31，所述卡合架31具有连接口311，所述壳体1还包括安装腔14，所述弹簧41的两端分别与所述壳体1和所述活动架42固定连接，所述弹簧41位于所述安装腔14的内部，所述活动架42与所述壳体1滑动连接，所述活动架42位于所述安装腔14的内部，所述活动架42远离所述弹簧41的一端位于所述连接口311的内部。
在所述反应槽11中倒入浓硫酸溶液，将铁置入浓硫酸中得到亚铁离子溶液，此时所述电加热器2运行从而对浓硫酸溶液进行加热，以提高反应速率，随后将铁的氧化物置入亚铁离子溶液中得到铁离子溶液，采用化学方法从铁离子溶液中将铁离子进行提取得到纯净铁离子溶液，将硫酸铁溶液和氧化石墨烯溶液按10：1或40：1的体积比在温度为90—100℃的条件下行混合5h得到混合液，将纯净铁离子溶液置入混合液中得到铁离子混合液，从而以得到还原固化剂，硫酸铁溶液具有较细的颗粒结构，可以直接作为吸附剂用来吸附工业废水中的重金属，而氧化石墨烯溶液是氧化还原法制备石墨烯的前驱体，表面具有羟基、羧基等含氧官能团而具有良好的水溶性，同时也具有较高的比表面积，能和金属阳离子和带正电荷的有机物分子进行离子交换，本还原固化剂通过将硫酸铁溶液和氧化石墨烯溶液进行混合，从而使两者产生协同效果，且在混合液中置入铁离子，铁离子具有高氧化性，能够将土壤中的Cr(VI)进行还原，从而降低Cr(VI)对土壤的污染。所述壳盖3能够将所述反应槽11和所述混合槽12进行封闭，以方便所述反应槽11和所述混合槽12进行反应，所述固定装置4能够将所述壳盖3进行固定，所述活动架42能够在所述安装腔14的内部进行滑动，在无外力作用的情况下，所述活动架42远离所述弹簧41的一端在所述弹簧41的作用下被抵持进入连接口311，从而将所述壳盖3进行固定，所述活动架42从所述连接口311的内部退出时，所述壳盖3能够相对所述壳体1进行转动。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种用于Cr(VI)污染土壤的还原固化剂制备方法，其特征在于，
将铁置入浓硫酸中得到亚铁离子溶液；
将铁的氧化物置入亚铁离子溶液中得到铁离子溶液；
从铁离子溶液中将铁离子进行提取得到纯净铁离子溶液；
将硫酸铁溶液和氧化石墨烯溶液按比例进行混合得到混合液；
将纯净铁离子溶液置入混合液中得到铁离子混合液，以得到还原固化剂。
2.如权利要求1所述的用于Cr(VI)污染土壤的还原固化剂制备方法，其特征在于，
在所述将铁置入浓硫酸中得到亚铁离子溶液的步骤中，将铁置入浓硫酸时对浓硫酸进行加热。
3.如权利要求2所述的用于Cr(VI)污染土壤的还原固化剂制备方法，其特征在于，
在所述将硫酸铁溶液和氧化石墨烯溶液按比例进行混合得到混合液的步骤中，硫酸铁溶液和氧化石墨烯溶液按10：1的体积比进行混合。
4.如权利要求2所述的用于Cr(VI)污染土壤的还原固化剂制备方法，其特征在于，
在所述将硫酸铁溶液和氧化石墨烯溶液按比例进行混合得到混合液的步骤中，硫酸铁溶液和氧化石墨烯溶液按40：1的体积比进行混合。
5.如权利要求3所述的用于Cr(VI)污染土壤的还原固化剂制备方法，其特征在于，
在所述将硫酸铁溶液和氧化石墨烯溶液按比例进行混合得到混合液的步骤中，混合时间为5h。
6.如权利要求5所述的用于Cr(VI)污染土壤的还原固化剂制备方法，其特征在于，
在所述将硫酸铁溶液和氧化石墨烯溶液按比例进行混合得到混合液的步骤中，混合温度为90-100℃。
7.一种用于制备如权利要求6所述的Cr(VI)污染土壤的还原固化剂的装置，其特征在于，包括壳体和两个电加热器，所述壳体间隔设置有反应槽、混合槽和两个安置槽，所述反应槽和所述混合槽间隔设置，两个所述安置槽分别位于所述反应槽和所述混合槽的下方，两个所述电加热器分别位于两个所述安置操的内部。
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