固-液界面六价铬还原过程及其土壤环境意义
发布时间：2022-04-28 22:55
受电镀、印染、制革以及有色金属冶炼等工业活动废水、废渣不当处理的影响,铬（Cr）已成农田土壤常见重金属污染元素。在土壤中,Cr主要以+6和+3两种价态存在。研究已证实,六价态铬（Cr（VI））既具有很强的生物毒性,又容易淋溶-迁移,而三价态铬（Cr（III））的生物毒性相对较小,且易发生沉淀反应而被钝化。因此,将六价铬还原为三价铬是控制土壤铬污染风险的主要思路。Cr（VI）在土壤中可发生化学还原和光催化还原,但长期以来有关土壤固-液界面上述两类反应的微观机理一直未得到明确。此外,随着工业纳米材料的广泛应用,有相当数量碳纳米材料可能被释放到土壤,它们将如何影响六价铬的还原过程也有待阐明。因此,本文系统研究了六价铬在针铁矿、碳纳米管、石墨烯等三种模式材料与水或低分子量有机酸（酒石酸、柠檬酸）所组成的固-液体系中的还原过程,考察了pH、时间、反应物浓度等因素的影响,并借助XPS、FTIR等表面分析技术揭示了相关反应机理。主要研究结果如下:1、针铁矿对酒石酸的吸附量随pH增大而减小,这主要是随着pH升高针铁矿表面负电荷数量增加,对六价铬阴离子的静电斥力增强。针铁矿表面对酒石酸和Cr（VI）的吸...
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 文献综述
1.1 土壤铬污染的来源及危害
1.2 Cr在土壤中的存在形态及迁移转化
1.3 铬(Ⅵ)在环境修复中常见的还原剂及其研究进展
1.3.1 铁(II)对铬(VI)的还原
1.3.2 (纳米)零价铁对Cr(VI)的还原
1.3.3 负二价硫对Cr(Ⅵ)的还原
1.4 有机质还原铬(VI)研究进展
1.4.1 纯有机质还原Cr(VI)
1.4.2 加入有机质对铬污染土壤中Cr(VI)的还原
2 针铁矿催化表面吸附态酒石酸还原六价铬
2.1 前言
2.2 材料和方法
2.2.1 材料
2.2.2 批处理实验
2.2.3 分析方法
2.3 结果和讨论
2.3.1 针铁矿吸附酒石酸和Cr(VI)
2.3.2 针铁矿催化酒石酸还原Cr(VI)
3 多壁碳纳米管对柠檬酸还原Cr(Ⅵ)的影响及其在土壤修复中的应用
3.1 引言
3.2 材料和方法
3.2.1 材料
3.2.2 实验过程
3.2.3 分析方法
3.3 结果和讨论
3.3.1 MWCNT-OH和MWCNT-COOH拉曼和FTIR表征
3.3.2 MWCNT-OH和 MWCNT-COOH吸附Cr(VI)和柠檬酸
3.3.3 在MWCNT-OH和 MWCNT-COOH存在下用柠檬酸还原Cr(VI)
3.3.4 多壁碳纳米管对土壤修复的意义
4 紫外光催化氧化石墨烯还原Cr(VI)及其对氧化土中Cr(VI)转化的意义
4.1 前言
4.2 材料和方法
4.2.1 材料和试剂
4.2.2 吸附批次实验
4.2.3 光催化实验
4.2.4 分析方法
4.3 结果和讨论
4.3.1 GO表征
4.3.2 GO吸附Cr(VI)
4.3.3 通过GO光还原Cr(VI)
5 结论
参考文献
致谢
作者简介
导师简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]铬污染土壤的还原稳定化修复[J]. 张辉,付融冰,郭小品,宋召凤,陈小华. 环境工程学报. 2017(11)
[2]载铁改性活性炭对溶液中六价铬[Cr（Ⅵ）]的吸附研究[J]. 马欢欢,马叶,周建斌. 科学技术与工程. 2017(09)
[3]土壤有机质形成与来源研究进展[J]. 邵帅,何红波,张威,赵钰,张旭东. 吉林师范大学学报(自然科学版). 2017(01)
[4]重金属铬对植物生长影响的研究进展[J]. 张宇虹. 科技风. 2016(07)
[5]中国铬资源产业形势及其相关策略研究[J]. 曾祥婷,元春华,许虹,韩九曦,田尤. 资源与产业. 2015(03)
[6]铬污染土壤还原—固化稳定化过程研究[J]. 张文,杨勇,马泉智,朱文会. 环境工程. 2014(S1)
[7]亚铁还原土壤浸滤液中六价铬的影响因素及稳定性探究[J]. 王儒,施维林,张建荣,许倩. 广东化工. 2014(01)
[8]铬胁迫对3种草本植物生长及铬积累的影响[J]. 王爱云,黄姗姗,钟国锋,徐刚标,刘志祥,申响保. 环境科学. 2012(06)
[9]铬污染土壤修复技术研究进展[J]. 许友泽,成应向,向仁军. 化学工程与装备. 2010(05)
[10]铬在土壤及地下水中迁移转化研究综述[J]. 白利平,王业耀. 地质与资源. 2009(02)
博士论文
[1]环境中Cr（Ⅲ）的MnO2氧化以及光化学氧化研究[D]. 戴儒南.南京农业大学 2010
硕士论文
[1]六价铬在土壤中迁移转化影响因素研究及风险评价[D]. 张蕊.吉林大学 2013
[2]重庆市某厂含铬废渣稳定化处理技术研究[D]. 陆清萍.西南大学 2012
本文编号：3649700
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 文献综述
1.1 土壤铬污染的来源及危害
1.2 Cr在土壤中的存在形态及迁移转化
1.3 铬(Ⅵ)在环境修复中常见的还原剂及其研究进展
1.3.1 铁(II)对铬(VI)的还原
1.3.2 (纳米)零价铁对Cr(VI)的还原
1.3.3 负二价硫对Cr(Ⅵ)的还原
1.4 有机质还原铬(VI)研究进展
1.4.1 纯有机质还原Cr(VI)
1.4.2 加入有机质对铬污染土壤中Cr(VI)的还原
2 针铁矿催化表面吸附态酒石酸还原六价铬
2.1 前言
2.2 材料和方法
2.2.1 材料
2.2.2 批处理实验
2.2.3 分析方法
2.3 结果和讨论
2.3.1 针铁矿吸附酒石酸和Cr(VI)
2.3.2 针铁矿催化酒石酸还原Cr(VI)
3 多壁碳纳米管对柠檬酸还原Cr(Ⅵ)的影响及其在土壤修复中的应用
3.1 引言
3.2 材料和方法
3.2.1 材料
3.2.2 实验过程
3.2.3 分析方法
3.3 结果和讨论
3.3.1 MWCNT-OH和MWCNT-COOH拉曼和FTIR表征
3.3.2 MWCNT-OH和 MWCNT-COOH吸附Cr(VI)和柠檬酸
3.3.3 在MWCNT-OH和 MWCNT-COOH存在下用柠檬酸还原Cr(VI)
3.3.4 多壁碳纳米管对土壤修复的意义
4 紫外光催化氧化石墨烯还原Cr(VI)及其对氧化土中Cr(VI)转化的意义
4.1 前言
4.2 材料和方法
4.2.1 材料和试剂
4.2.2 吸附批次实验
4.2.3 光催化实验
4.2.4 分析方法
4.3 结果和讨论
4.3.1 GO表征
4.3.2 GO吸附Cr(VI)
4.3.3 通过GO光还原Cr(VI)
5 结论
参考文献
致谢
作者简介
导师简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]铬污染土壤的还原稳定化修复[J]. 张辉,付融冰,郭小品,宋召凤,陈小华. 环境工程学报. 2017(11)
[2]载铁改性活性炭对溶液中六价铬[Cr（Ⅵ）]的吸附研究[J]. 马欢欢,马叶,周建斌. 科学技术与工程. 2017(09)
[3]土壤有机质形成与来源研究进展[J]. 邵帅,何红波,张威,赵钰,张旭东. 吉林师范大学学报(自然科学版). 2017(01)
[4]重金属铬对植物生长影响的研究进展[J]. 张宇虹. 科技风. 2016(07)
[5]中国铬资源产业形势及其相关策略研究[J]. 曾祥婷,元春华,许虹,韩九曦,田尤. 资源与产业. 2015(03)
[6]铬污染土壤还原—固化稳定化过程研究[J]. 张文,杨勇,马泉智,朱文会. 环境工程. 2014(S1)
[7]亚铁还原土壤浸滤液中六价铬的影响因素及稳定性探究[J]. 王儒,施维林,张建荣,许倩. 广东化工. 2014(01)
[8]铬胁迫对3种草本植物生长及铬积累的影响[J]. 王爱云,黄姗姗,钟国锋,徐刚标,刘志祥,申响保. 环境科学. 2012(06)
[9]铬污染土壤修复技术研究进展[J]. 许友泽,成应向,向仁军. 化学工程与装备. 2010(05)
[10]铬在土壤及地下水中迁移转化研究综述[J]. 白利平,王业耀. 地质与资源. 2009(02)
博士论文
[1]环境中Cr（Ⅲ）的MnO2氧化以及光化学氧化研究[D]. 戴儒南.南京农业大学 2010
硕士论文
[1]六价铬在土壤中迁移转化影响因素研究及风险评价[D]. 张蕊.吉林大学 2013
[2]重庆市某厂含铬废渣稳定化处理技术研究[D]. 陆清萍.西南大学 2012
本文编号：3649700
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