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《中国地质大学(北京)》 2014年
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纳米零价铁去除水中六价铬、甲基橙染料和三氯乙烯的研究

赵丹  
【摘要】:纳米零价铁能够快速有效地去除多种污染物,近年受到人们的广泛重视和研究。但是由于纳米零价铁粒径小、比表面积大,因而易团聚,稳定性不好,而且在空气中易氧化,导致活性降低。为了解决这个问题,实验中以膨润土为负载材料,合成膨润土负载纳米零价铁(B-Fe),膨润土负载纳米零价铁镍(B-Fe/Ni)和膨润土负载纳米零价铁钯(B-Fe/Pd),以水中Cr(VI)、甲基橙染料(MO)和三氯乙烯(TCE)作为目标污染物进行污染修复实验研究。SEM和TEM测试结果表明膨润土是一种良好的分散剂,经过膨润土负载后纳米零价铁的团聚现象减小,稳定性大大提高,从而提高了纳米零价铁的活性。XRD结合TEM测试表明纳米零价铁具有典型的壳核结构,内部是铁核,外部是铁的氧化物或氢氧化物。金属镍负载在零价铁表面,合成纳米双金属。从TEM测试结果上我们可以知道,实验中制备的纳米零价铁粒径约为70nm,B-Fe的粒径约为40-50nm,B-Fe/Ni的平均粒径为30nm,粒径最小。B-Fe对水中Cr(VI)具有很好的降解效果。反应不到5min,50%的Cr(VI)已经被去除。B-Fe对Cr(VI)的去除还受到环境中其它因素的影响。腐殖酸(HA)的存在会抑制氧化还原反应的进行,且HA浓度越大,影响越明显;溶液的初始p H值越小,反应速率和效率越高。实验中制备了一些列的膨润土负载纳米双金属并用于甲基橙染料的去除,同时还考察了不同材料、不同初始甲基橙浓度、不同初始p H和不同镍负载率对实验的影响。实验结果证明B-Fe/Pd和B-Fe/Ni对甲基橙具有很好的去除能力,反应仅20min,已经有97.3%和94.5%被B-Fe/Pd和B-Fe/Ni去除。反应过程符合一级动力学模型,纳米零价铁、B-Fe、B-Fe/Ni和B-Fe/Pd脱色甲基橙的反应速率常数分别是0.005/min,0.046/min,0.121/min和0.258/min。B-Fe/Ni对三氯乙烯具有很好的降解能力。4h后,B-Fe/Ni已经降解了85.83%的TCE,纳米铁镍5h后也降解了大约77%的TCE,远远强于纳米零价铁和B-Fe。综上,本文合成一种新的环境修复新材料-膨润土负载纳米双金属,这种材料具有稳定性好、活性高的特点,能够有效去除水中Cr(VI)、MO和TCE污染物,有较好的应用前景。
【学位授予单位】:中国地质大学(北京)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:X703

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【参考文献】
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