硝酸根对球磨零价铁材料降解三氯乙烯的影响及机理研究

发布时间：2023-04-17 03:18

　　零价铁(zero-valent iron,ZVI)填充的反应渗透墙(permeable reactive barrier,PRB)是修复地下水三氯乙烯(trichloroethylene,TCE)污染最有效的技术之一。ZVI技术在过去二十多年快速发展,这期间涌现出大量的改性方式以提高其性能。其中,硫化ZVI能够同时提升ZVI材料对污染物的去除效率和对污染物的选择性而备受关注。近几年发现通过球磨硫粉与铁粉可制备硫化ZVI。该方法中的原材料无毒、经济且易得,成为一种新兴的ZVI技术。ZVI在地下水中的作用效果与反应机制不仅与ZVI自身性质有关,还与地下水环境中真实的地球化学条件有关,例如共存的阴、阳离子、有机物质等。其中,具有氧化性的硝酸根离子(NO₃^-)既是影响因素又被视为污染物,其与ZVI的相互作用被广泛研究。然而目前,以NO₃^-和ZVI为专题的研究多聚焦于NO₃^-的影响结果而非NO₃^-与ZVI之间的相互作用机制...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 地下水TCE污染现状
        1.1.1 地下水TCE污染现状
        1.1.2 TCE污染地下水的修复方法
    1.2 零价铁技术
        1.2.1 零价铁技术在地下水修复中的应用
        1.2.2 零价铁技术的发展
        1.2.3 球磨零价铁与球磨硫化零价铁对TCE的降解
    1.3 地下水环境对零价铁技术的影响
        1.3.1 地下水中影响零价铁技术的因素
        1.3.2 硝酸根对零价铁技术的影响
    1.4 本文的主要内容及研究思路
        1.4.1 研究的主要内容
        1.4.2 研究的创新点
        1.4.3 技术路线图
第二章 实验部分
    2.1 实验设备与试剂
        2.1.1 仪器与设备
        2.1.2 实验试剂
    2.2 mZVI^bm和 S-mZVI^bm的制备
        2.2.1 材料制备
        2.2.2 材料中零价铁(Fe⁰,%)含量测定
    2.3 实验方法
        2.3.1 NO3
-对TCE降解动力学及降解途径的影响实验
        2.3.2 NO3
-对TCE降解过程中产氢的影响实验
        2.3.3 TCE降解过程中体系溶液内Fe²⁺及总Fe离子的测定
        2.3.4 体系中TCE降解过程中氧化还原电位(ORP)变化
        2.3.5 体系中NO3
-及其产物的测定
        2.3.6 不同S/Fe(摩尔比)球磨ZVI材料对NO3
-的还原
        2.3.7 老化m ZVI^bm和 S-mZVI^bm对 TCE的降解
        2.3.8 密度泛函理论(DFT)计算
        2.3.9 偏一级动力学模型
    2.4 材料表征
        2.4.1 X-射线光电子能谱
        2.4.2 X-射线衍射分析
        2.4.3 拉曼光谱
第三章 NO3
-对m ZVI^bm和 S-mZVI^bm作用的影响
    3.1 NO3
-对m ZVI^bm和 S-mZVI^bm降解TCE的影响
        3.1.1 NO3
-对m ZVI^bm和 S-mZVI^bm降解TCE动力学的影响
        3.1.2 NO3
-对m ZVI^bm和 S-mZVI^bm降解TCE的降解途径的影响
    3.2 NO3
-对m ZVI^bm和 S-mZVI^bm降解TCE过程中产氢的影响
    3.3 反应体系中NO3
-的降解及其反应界面
        3.3.1 反应体系中NO3
-的降解
        3.3.2 反应体系中硝酸根的反应界面
    3.4 反应体系溶液中总铁离子及Fe²⁺的变化
    3.5 反应后S-mZVI^bm和 m ZVI^bm的表征结果
        3.5.1 XPS表征及结果分析
        3.5.2 XRD、Raman表征及结果分析
    3.6 NO3
-对m ZVI^bm及 S-mZVI^bm脱氯降解TCE影响的机制
    3.7 本章小结
第四章 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
    1 作者简历
    2 攻读硕士学位期间发表的学术论文
    3 参与的科研项目及获奖情况
学位论文数据集



本文编号：3792456

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