杭锦2#土负载纳米零价铁的制备及其应用研究

发布时间：2018-03-27 15:34

  本文选题：杭锦2#土　切入点：杭锦2#土负载纳米零价铁　出处：《武汉纺织大学》2015年硕士论文

【摘要】：近年来纳米零价铁在环境污染物去除方面受到了广泛的关注,纳米零价铁在解决有机物污染、重金属污染和环境污染修复等方面表现出显著的优越性。但零价纳米铁由于其自身的磁性作用易于产生聚集作用,一方面,零价铁颗粒的聚集作用会引起其颗粒表面的吸附位点的减少进而导致降解效率的降低;另一方面,零价铁颗粒的聚集会减小其在环境介质中的迁移能力而不利于污染修复工作的进行。因而如何提高纳米零价铁的修复性能及稳定性成为了目前此领域的研究热点。另外,零价纳米铁具有较强的还原性而极易被氧化,运用纯纳米零价铁对一些有机物如持久性污染物并不能得到较好的去除效果,且在反应过程中可能会转化成为毒性更大的物质,因此纳米零价铁的修饰技术也旨在延缓其还原活性,充分利用其还原性对目标污染物进行去除。根据国内外的研究成果,目前运用较多的是将纳米零价铁负载到比表面积较大或者具有良好吸附性能的固体材料上,以达到抑制纳米零价铁颗粒的聚集,增大零价纳米铁颗粒的比表面积,并充分利用其反应活性的目的。最终提高对目标污染物的降解效率。本文以杭锦2#土、纳米零价铁为原料,采用液相还原法将纳米零价铁负载到杭锦2#土上,制备出了廉价、高效的纳米铁复合材料,其对染料的脱色和重金属的去除具有良好的去除效果。首先通过XRF、XRD、SEM、BET等手段对载体材料杭锦2#土进行表征,并对其进行重金属浸出实验,实验发现杭锦2#土的主要化学组成为SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO、Na2O、K2O、MnO、TiO2、P2O5,主要晶相为石英、方解石、伊利石和斜绿泥石。其为典型的细粒土,且具有较大的比表面积约为69.4m2/g。同时重金属浸出试验结果显示,铬、镍、铜、锌、砷、镉、铅7种重金属的含量远低于国家限制值,因此杭锦2#土作为载体材料不具有浸出毒性的风险。然后采用液相还原法制备出纳米零价铁和不同负载比的杭锦2#土负载纳米零价铁复合材料,并运用SEM、XRD、BET等手段对制备的纳米零价铁、负载型纳米铁复合材料进行表征。同时对其进行对比分析,结果表明Fe0颗粒成功地负载到杭锦2#土上,杭锦2#土对纳米零价铁能起到良好的分散和稳定作用。为进一步探究制备出的负载型纳米复合材料在水处理中的应用,以染料甲基橙和重金属Cr(Ⅵ)为目标污染物,分别进行了效能影响因素的实验。以甲基橙为目标污染物,实验发现,初始浓度为50mg/L的甲基橙模拟废水,负载型纳米零价铁的最佳投加量为3.0g/L,最佳负载比为1:3,在室温25℃、pH=3.0的条件下,H-nZVI对甲基橙的去除率在10min内可达97.77%。说明该材料对甲基橙具有良好的脱色降解效果。同时,H-nZVI降解甲基橙遵循一级反应动力学规律。以Cr(Ⅵ)为目标污染物,实验发现,初始浓度为10mg/L的含铬模拟废水,纳米零价铁复合材料的最佳投加量为2.0g/L,最佳负载比为1:2,在室温25℃、pH=6.70的条件下,H-nZVI对Cr(Ⅵ)的去除率在20min内可达99.68%。说明该复合材料对Cr(Ⅵ)的去除具有良好效果。
[Abstract]:Nano - zero - valent iron has been widely used in environmental pollutant removal in recent years , and the nano - zero - valent iron has shown remarkable advantages in solving organic pollution , heavy metal pollution and environmental pollution remediation . The results show that the removal rate of H - nZVI to Cr ( 鈪，

本文编号：1672132