含吡啶基螯合树脂负载纳米铁系金属选择性还原硝酸盐的特性和机理

发布时间：2021-02-23 01:59

　　随着我国工农业的不断发展,我国的饮用水源水面临严重污染的威胁,其中硝酸盐是一种广泛存在的污染物,能诱导人体产生各种肿瘤等疾病,已经引起人们的普遍关注。化学还原法是一种十分有效的降解硝酸盐的方法,能够将硝酸根转化为亚硝酸根、氨氮和氮气等。其中,催化加氢还原法是能将硝酸根选择性还原为氮气的最有效方法之一,得到广泛研究,但该法多需要使用氢气作为还原剂,具有一定的安全隐患,且氢气在水中的溶解度较小,利用率低。近年来,由于铁来源广泛、价格低廉,且纳米零价铁具有高的还原能力等特点,纳米零价铁在硝酸根去除方面的研究得到广泛关注和重视,但该方法存在还原选择性较低、还原产物多为氨氮等不足。因此,如何提高纳米零价铁还原硝酸根时产物氮气的选择性,是需要重点解决的问题。本论文以含吡啶基螯合树脂为载体,采用液相还原法制备了负载型纳米铁系金属复合材料,包括负载型纳米零价铁、纳米铁镍双金属复合材料以及纳米铁钯双金属复合材料；采用比表面积分析（BET）、扫描电子显微镜及能谱分析（SEM-EDS）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）和光电子能谱（XPS）等分析手段对纳米铁系金属复合材料的结构、组成进行了表征... 

【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：149 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

论文总体框架

孔径可调控等优点，已被很多学者作为载体使用，其中阳离子交换树脂和阴??离子交换树脂得到最广泛使用［５６，?１３９，?１４０，?１５８］。但是阳离子交换树脂和阴离子??交换树脂都存在Ｄｏｎｎａｎ膜排斥作用（如图２．１所示）［１５９］。阳离子交换树脂表??面含有固定、不可移动的带负电荷基团，溶液中阴离子污染物与之发生静电排斥??作用，无法扩散至树脂内部，而阳离子污染物则可ｌｉＵ顿利扩散至树脂内部；对于??阴离子交换树脂则刚好相反，阴离子污染物可在孔道内扩散，而阳离子污染物则??不可Ｗ。因此，Ｗ阳离子交换树脂和阴离子交换树脂作载体制备的纳米零价铁复??合材料，由于Ｄｏｎｎａｎ排斥作用，只对阳离子污染物或阴离子污染物具有去除效??果。此外，阴离子交换树脂为载体负载铁离子时，需将铁离子溶解在高浓度盐??酸中形成ＦｅＣＵ－，才能负载到阴离子交换树脂上，因此会产生大量的高浓度盐酸??废水

图２．２反应装置示意图??Ｆｉｇ．２．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｒｅａｃｔ；ｏｒ??实验分析方法??液中Ｎ０３－和Ｎ０２－采用离子色谱仪进行测定（ＤｉｏｎｅｘＩＣＳｌＯＯＯ），其中阴柱为?ｌｏｎＰａｃ?ＡＳ１１－ＨＣ?（４?ｍｍｘ２５０?ｍｍ），保护柱为?ｌｏｎＰａｃ?ＡＧ１１－ＨＣ５０?ｍｍ），淋洗液采用２０?ｍＭ?ＫＯＨ溶液，流速为１．０?ｍＬ?ｍｉｔｉ－ｉ，载体氮的测定依据水杨酸分光光度法（ＨＪ５３６－２００９），采用紫外分光光度计Ｖ２４５０）。铅离子的浓度采用原子吸收分光光度计测定（細ＩＭＡＤＺＵ，Ａ?）。溶液ｐＨ值用ｐＨ计测定（梅特勒ＦＥ２０?）。溶解氧用溶解氧仪测定（ＨＱ３０材科表征分析方法??（１）孔结构及比表面积??料的孔结构及比表面积采用比表面积分析仪进行测定（Ｍｉｃｒｏｍｅｒ


本文编号：3046850