纳米零价铁及铁（氢）氧化物去除水中Cr（Ⅵ）和Cu 2+ 的机制研究

发布时间：2021-05-23 18:22

　　工业活动加剧了环境问题的产生，如由于重金属的积累导致生态系统恶化问题。重金属在工业生产上的重要性使其应用非常广泛，但未经处理或处理不完全的重金属污染物排入环境后，就会对土壤和水体等造成相当严重的后果，而且，重金属的量超过某一数值后，就会对有机体造成危害。如Cr（Ⅵ）、Cd²⁺、Cu²⁺及Ni²⁺等离子已经证实能够引起人的肝、肾损伤及威尔士（Wilson）综合症。因此重金属污染治理正日益引起人们的重视。铁基材料，包括铁（氢）氧化物和零价铁均可对多种环境污染物起到修复作用。铁（氢）氧化物，尤其是赤铁矿和针铁矿在土壤和沉积物中广泛存在，对环境中重金属具有良好的吸附性能，多年来一直作为治理重金属污染物的重要材料之一。而零价铁尤其是纳米零价铁由于具有高的反应活性，能够有效治理水体及土壤中多种重金属，成为目前重金属污染修复技术中一个非常活跃的研究领域。纳米零价铁是指粒子的三维尺度中至少有一维处于1-100nm之间的零价铁。由于其颗粒粒径小，比表面积大，表面原子占原子总数比例高，展现出量子化效应，由此表现出独特的优越性能，远非宏观体相... 

【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省

【文章页数】：132 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 重金属污染概述
        1.1.1 重金属污染途径及危害
        1.1.2 我国重金属污染现状
        1.1.3 重金属污染治理方法
    1.2 铁(氢)氧化物与重金属的作用
    1.3 零价铁在环境污染中的作用
        1.3.1 零价铁还原去除卤代有机物
        1.3.2 零价铁还原去除重金属污染物
        1.3.3 零价铁对染料废水的脱色
        1.3.4 零价铁还原硝酸盐污染物
    1.4 纳米材料特性
        1.4.1 表面与界面效应
        1.4.2 小尺寸效应
        1.4.3 量子尺寸效应
        1.4.4 纳米材料的可见光谱学
    1.5 纳米零价铁的制备方法
        1.5.1 气相法
        1.5.2 固相法
        1.5.3 液相法
    1.6 纳米材料的团聚、分散与表面改性
        1.6.1 纳米材料的团聚
        1.6.2 纳米材料的分散
        1.6.3 纳米材料的表面改性
    1.7 研究目的、意义及内容
        1.7.1 研究目的及意义
        1.7.2 研究内容
第二章 纳米零价铁和铁(氢)氧化物的制备
    2.1 引言
    2.2 材料及仪器
        2.2.1 试剂
        2.2.2 实验设备及仪器
    2.3 实验方法
        2.3.1 纳米零价铁 N-Fe~0的制备
        2.3.2 纳米零价铁改性
        2.3.3 α-Fe_2O_3制备
        2.3.4 α-FeOOH 制备
    2.4 结果及分析
        2.4.1 分散剂类别的影响
        2.4.2 分散剂用量的影响
        2.4.3 分散介质及配比的影响
    2.5 小结
第三章 纳米零价铁和铁(氢)氧化物的表征
    3.1 引言
    3.2 材料及方法
        3.2.1 X 射线衍射(XRD)分析
        3.2.2 扫描电子显微镜(SEM)分析
        3.2.3 透射电子显微镜(TEM)分析
        3.2.4 红外光谱(FTIR)分析
        3.2.5 能谱(EDS)分析
    3.3 结果及分析
        3.3.1 纳米零价铁系列表征分析
        3.3.2 铁(氢)氧化物表征分析
    3.4 小结
第四章 改性前后纳米零价铁去除水中 Cr(Ⅵ)的批实验研究
    4.1 引言
    4.2 材料及方法
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 实验主要设备及仪器
        4.2.3 实验方法
        4.2.4 分析方法
    4.3 结果及分析
        4.3.1 N-Fe~0还原去除 Cr(Ⅵ)的研究
        4.3.2 P-Fe~0还原去除 Cr(Ⅵ)的研究
        4.3.3 T-Fe~0还原去除 Cr(Ⅵ)的研究
        4.3.4 N-Fe~0、P-Fe~0、T-Fe~0去除 Cr(Ⅵ)效果的差异分析
        4.3.5 反应机制探讨
    4.4 小结
第五章 纳米零价铁改性对去除水中 Cu~(2+)的影响
    5.1 引言
    5.2 材料及方法
        5.2.1 实验试剂
        5.2.2 实验主要设备及仪器
        5.2.3 实验方法
        5.2.4 分析方法
    5.3 结果及分析
        5.3.1 影响因素考察
        5.3.2 吸附动力学研究
        5.3.3 热力学参数确定
        5.3.4 反应机理探讨
    5.4 小结
第六章 铁(氢)氧化物去除水中 Cr(Ⅵ)研究
    6.1 引言
    6.2 材料及方法
        6.2.1 实验材料
        6.2.2 实验主要设备及仪器
        6.2.3 实验方法
        6.2.4 分析方法
    6.3 结果及分析
        6.3.1 pH 值的影响
        6.3.2 离子强度的影响
        6.3.3 吸附等温线
        6.3.4 吸附动力学
    6.4 小结
第七章 结论
参考文献
致谢
攻读学位论文期间发表文章


【参考文献】：
期刊论文
[1]介质离子强度对Cu2+在针铁矿和δ-MnO2表面吸附影响的红外光谱[J]. 王帅,李翠兰,王楠,张晋京,窦森.  吉林大学学报(理学版). 2011(02)
[2]不同分散剂作用下制备纳米铁及表征[J]. 王雪,丁庆伟,刘宏芳,钱天伟.  太原科技大学学报. 2010(05)
[3]介孔材料负载光催化剂在废水处理中的应用[J]. 黄成群,徐彦芹,曹渊.  工业水处理. 2010(09)
[4]羧甲基纤维素包覆纳米铁的制备及其分散性研究[J]. 李素君,卫建军,余江,王恺莹,牛永超,于洋.  环境科学与技术. 2010(09)
[5]电化学处理废水研究进展[J]. 苏丹丹,杨晓霞,贾庆明.  化工技术与开发. 2010(09)
[6]含重金属离子废水治理技术的研究进展[J]. 吴瀛.  科技资讯. 2010(24)
[7]吸附法处理重金属废水研究进展[J]. 邹照华,何素芳,韩彩芸,张六一,罗永明.  环境保护科学. 2010(03)
[8]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)
[9]物理化学法处理重金属废水的研究进展[J]. 付丰连.  广东化工. 2010(04)
[10]赤铁矿对Cr（Ⅲ）的吸附动力学研究[J]. 王强.  西南大学学报(自然科学版). 2010(03)

博士论文
[1]壳聚糖稳定纳米铁的制备与修复地表水中六价铬污染的研究[D]. 耿兵.南开大学 2009
[2]铁（氢）氧化物的制备、负载及对HIOCs类污染物的吸附研究[D]. 方继敏.武汉理工大学 2008
[3]包覆型纳米铁的制备及用于地下水污染修复的实验研究[D]. 王薇.南开大学 2008



本文编号：3202773