纳米铁及铁钯复合材料的制备与修复地下水基础研究
发布时间：2023-01-29 17:35
硝酸盐和有机氯化物是当前地下水中的主要污染物。由于水中的硝酸盐会以直接或间接的方式危害人类健康;有机卤化物是一种毒性强、难生物降解的环境污染物,传统处理技术存在着降解不完全、效率低等不足。纳米技术的发展给污染物的处理带来了一种新的颇具潜力的方法,纳米材料具有粒径小（1~100nm）,比表面积大,表面活性高等特点,能够快速去除水中有机物、重金属和无机营养盐等多种污染物,并可直接注入含水层实现原位修复,因而成为地下水修复领域的研究热点。 新兴纳米技术在环境中的应用,使得地下水原位修复变得可能,纳米材料能够原位高效快速的去除环境中的污染物,但是也存在一定的问题:国内外对纳米铁还原地下水中的硝酸盐氮的产物和反应机理还没有统一认识;利用简单液相法合成出的纳米材料都很难在空气中稳定存在,容易团聚,而且成本较高,故使得纳米材料在实际应用中受到了很大的限制。 针对这些问题,本文结合南开大学与天津大学科技合作项目“沿海城市水环境生态修复基础研究”及国家自然基金“乳化碳载纳米铁原位修复地下水中有机氯代烃研究”的部分内容,利用微乳液法制备纳米材料,并利用合成的材料进行了脱硝,...
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
第一节 地下水及污染
1.1.1 地下水定义与内涵
1.1.2 我国地下水资源状况
1.1.3 地下水水质污染状况
1.1.4 地下水中硝酸盐污染的情况
1.1.5 地下水中有机氯污染状况
第二节 地下水污染修复技术综述
1.2.1 地下水中硝酸盐氮的修复技术
1.2.2 地下水中有机氯代烃的修复技术
第三节 论文选题的意义和主要研究内容
1.3.1 研究的意义
1.3.2 研究的内容
第二章 纳米材料及制备
第一节 纳米技术
2.1.1 纳米
2.1.2 纳米技术
第二节 纳米材料制备技术
2.2.1 物理法
2.2.2 化学法
2.2.3 物理化学法
第三节 合成纳米材料方法的选取
第三章 微乳液法合成纳米铁粒子的研究
第一节 微乳液的定义和组成
3.1.1 微乳液定义与特点
3.1.2 微乳液组成
3.1.3 微乳液各组分作用
第二节 微乳液反应器制备纳米材料
3.2.1 微乳反应法制备超细材料的机理
3.2.2 微乳液反应器特点
第三节 材料与方法
3.3.1 实验材料
3.3.2 方法
第四节 微乳液的配制
3.4.1 微乳体系的确定
3.4.2 微乳体系最佳配比的确定
3.4.3 微乳液的导电性质研究
3.4.4 结论及最佳体系的选择
第五节 纳米铁的制备
3.5.1 含盐溶液的微乳配制
3.5.2 纳米铁的合成
3.5.3 纳米铁的收集
3.5.4 纳米材料的表征
第六节 本章小结
第四章 纳米铁去除水中硝酸盐氮的研究
第一节 仪器和药品
第二节 实验方法
4.2.1 不同铁粉对硝酸盐氮去除的影响
4.2.2 初始pH值对反应的影响
4.2.3 不同分散方式对反应的影响
4.2.4 纳米铁加入剂量/铁比表面积浓度对反应的影响
4.2.5 不同硝酸盐氮初始浓度对反应的影响
4.2.6 溶解氧对反应的影响
第三节 结果与讨论
4.3.1 不同铁粉对硝酸盐氮去除的影响
4.3.2 初始pH值对反应的影响
4.3.3 不同分散方式对反应的影响
4.3.4 纳米铁加入浓度对反应的影响
4.3.5 不同硝酸盐氮初始浓度对反应的影响
4.3.6 溶解氧对反应的影响
第四节 产物分析和动力学
4.4.1 产物分析和机理初探
4.4.2 动力学分析
第五节 实际应用探讨实验
第六节 本章小结
第五章 纳米铁钯复合材料制备与脱氯研究
第一节 引言
第二节 实验材料和方法
5.2.1 实验试剂
5.2.2 实验仪器和设备
5.2.3 纳米铁钯双金属复合材料的制备工艺
第三节 纳米级铁钯双金属复合材料的制备与表征
5.3.1 乳化剂的选择
5.3.2 助乳化剂的选择
5.3.3 最佳体系的配比选择
5.3.4 微乳液配制
5.3.5 纳米粒子的制备
5.3.6 制备步骤需要注意的问题
5.3.7 纳米铁钯材料的表征
第四节 纳米铁钯复合材料对TCE脱氯效果的测试
5.4.1 方法
5.4.2 分析方法
5.4.3 脱氯活性实验
第五节 小结
第六章 纳米材料稳定性初探
第一节 纳米材料稳定性探讨
第二节 本章小结
第七章 结论与建议
第一节 实验结论
第二节 本论文创新之处
第三节 建议
致谢
参考文献
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]还原铁粉去除地下水中硝酸盐氮的研究[J]. 周玲,李铁龙,全化民,刘海水,唐华章,金朝晖. 农业环境科学学报. 2006(02)
[2]三氯乙烯污染地下水和土壤的修复[J]. 孟凡生,王业耀. 中国给水排水. 2005(04)
[3]Catalytic dechlorination of chlorobenzene in water by Pd/Fe bimetallic system[J]. ZHOU Hong yi 1,2* , XU Xin hua 1, WANG Da hui 1 (1 Department of Environmental Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China. ; 2 College of Biological ＆ Environmental Engineering, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310032, China). Journal of Environmental Sciences. 2003(05)
[4]地下水三氯乙烯（TCE）生物修复的研究进展[J]. 陈翠柏,杨琦,沈照理. 华东地质学院学报. 2003(01)
[5]利用零价铁去除挥发性氯代脂肪烃的试验[J]. 何小娟,刘菲,黄园英,李旭东,汤鸣皋,何江涛. 环境科学. 2003(01)
[6]电化学氢自养与硫自养集成去除饮用水中的硝酸盐[J]. 王海燕,曲久辉,雷鹏举. 环境科学学报. 2002(06)
[7]超声空化降解水中有机污染物的研究进展[J]. 宁平,徐金球,徐晓军,王景伟. 化工环保. 2002(05)
[8]浅层地下水卤代烃污染初步研究[J]. 张达政,陈鸿汉,李海明,邹胜章,刘立才. 中国地质. 2002(03)
[9]地下水中硝酸盐去除的新工艺[J]. 张少辉,郑平,陈健松. 中国沼气. 2002(03)
[10]地下水环境中反硝化作用[J]. 吴耀国. 环境污染治理技术与设备. 2002(03)
博士论文
[1]城市（杭州）地下水污染源解析与修复技术研究[D]. 金赞芳.浙江大学 2004
[2]地下水引起的表生生态效应及其评价研究[D]. 杨泽元.长安大学 2004
[3]反相微乳液法制备纳米羟基磷灰石的研究[D]. 任卫.武汉理工大学 2003
[4]浅层地下水有机污染研究—以某城市近郊为例[D]. 李海明.中国地质大学（北京） 2003
[5]处理地下水中挥发性氯代脂肪烃的零价铁渗透反应格栅研究[D]. 刘菲.中国地质大学（北京） 2003
[6]氯代烃在浅层地下水中运移转化的数值模拟研究[D]. 刘明柱.中国地质大学（北京） 2003
硕士论文
[1]反相微乳液法制备导电聚苯胺、磁性纳米镍粒子及其复合材料的研究[D]. 王洁炜.青岛科技大学 2005
[2]微乳反应法超细铁铜催化剂的制备及其活性评价[D]. 王莹利.郑州大学 2005
[3]超声及表面活性剂对柴油微乳化的影响[D]. 佘锦锦.南京工业大学 2005
[4]莱西地区地下水系统硝酸盐污染过程的研究[D]. 崔俊芳.中国海洋大学 2003
本文编号：3732723
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
第一节 地下水及污染
1.1.1 地下水定义与内涵
1.1.2 我国地下水资源状况
1.1.3 地下水水质污染状况
1.1.4 地下水中硝酸盐污染的情况
1.1.5 地下水中有机氯污染状况
第二节 地下水污染修复技术综述
1.2.1 地下水中硝酸盐氮的修复技术
1.2.2 地下水中有机氯代烃的修复技术
第三节 论文选题的意义和主要研究内容
1.3.1 研究的意义
1.3.2 研究的内容
第二章 纳米材料及制备
第一节 纳米技术
2.1.1 纳米
2.1.2 纳米技术
第二节 纳米材料制备技术
2.2.1 物理法
2.2.2 化学法
2.2.3 物理化学法
第三节 合成纳米材料方法的选取
第三章 微乳液法合成纳米铁粒子的研究
第一节 微乳液的定义和组成
3.1.1 微乳液定义与特点
3.1.2 微乳液组成
3.1.3 微乳液各组分作用
第二节 微乳液反应器制备纳米材料
3.2.1 微乳反应法制备超细材料的机理
3.2.2 微乳液反应器特点
第三节 材料与方法
3.3.1 实验材料
3.3.2 方法
第四节 微乳液的配制
3.4.1 微乳体系的确定
3.4.2 微乳体系最佳配比的确定
3.4.3 微乳液的导电性质研究
3.4.4 结论及最佳体系的选择
第五节 纳米铁的制备
3.5.1 含盐溶液的微乳配制
3.5.2 纳米铁的合成
3.5.3 纳米铁的收集
3.5.4 纳米材料的表征
第六节 本章小结
第四章 纳米铁去除水中硝酸盐氮的研究
第一节 仪器和药品
第二节 实验方法
4.2.1 不同铁粉对硝酸盐氮去除的影响
4.2.2 初始pH值对反应的影响
4.2.3 不同分散方式对反应的影响
4.2.4 纳米铁加入剂量/铁比表面积浓度对反应的影响
4.2.5 不同硝酸盐氮初始浓度对反应的影响
4.2.6 溶解氧对反应的影响
第三节 结果与讨论
4.3.1 不同铁粉对硝酸盐氮去除的影响
4.3.2 初始pH值对反应的影响
4.3.3 不同分散方式对反应的影响
4.3.4 纳米铁加入浓度对反应的影响
4.3.5 不同硝酸盐氮初始浓度对反应的影响
4.3.6 溶解氧对反应的影响
第四节 产物分析和动力学
4.4.1 产物分析和机理初探
4.4.2 动力学分析
第五节 实际应用探讨实验
第六节 本章小结
第五章 纳米铁钯复合材料制备与脱氯研究
第一节 引言
第二节 实验材料和方法
5.2.1 实验试剂
5.2.2 实验仪器和设备
5.2.3 纳米铁钯双金属复合材料的制备工艺
第三节 纳米级铁钯双金属复合材料的制备与表征
5.3.1 乳化剂的选择
5.3.2 助乳化剂的选择
5.3.3 最佳体系的配比选择
5.3.4 微乳液配制
5.3.5 纳米粒子的制备
5.3.6 制备步骤需要注意的问题
5.3.7 纳米铁钯材料的表征
第四节 纳米铁钯复合材料对TCE脱氯效果的测试
5.4.1 方法
5.4.2 分析方法
5.4.3 脱氯活性实验
第五节 小结
第六章 纳米材料稳定性初探
第一节 纳米材料稳定性探讨
第二节 本章小结
第七章 结论与建议
第一节 实验结论
第二节 本论文创新之处
第三节 建议
致谢
参考文献
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]还原铁粉去除地下水中硝酸盐氮的研究[J]. 周玲,李铁龙,全化民,刘海水,唐华章,金朝晖. 农业环境科学学报. 2006(02)
[2]三氯乙烯污染地下水和土壤的修复[J]. 孟凡生,王业耀. 中国给水排水. 2005(04)
[3]Catalytic dechlorination of chlorobenzene in water by Pd/Fe bimetallic system[J]. ZHOU Hong yi 1,2* , XU Xin hua 1, WANG Da hui 1 (1 Department of Environmental Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China. ; 2 College of Biological ＆ Environmental Engineering, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310032, China). Journal of Environmental Sciences. 2003(05)
[4]地下水三氯乙烯（TCE）生物修复的研究进展[J]. 陈翠柏,杨琦,沈照理. 华东地质学院学报. 2003(01)
[5]利用零价铁去除挥发性氯代脂肪烃的试验[J]. 何小娟,刘菲,黄园英,李旭东,汤鸣皋,何江涛. 环境科学. 2003(01)
[6]电化学氢自养与硫自养集成去除饮用水中的硝酸盐[J]. 王海燕,曲久辉,雷鹏举. 环境科学学报. 2002(06)
[7]超声空化降解水中有机污染物的研究进展[J]. 宁平,徐金球,徐晓军,王景伟. 化工环保. 2002(05)
[8]浅层地下水卤代烃污染初步研究[J]. 张达政,陈鸿汉,李海明,邹胜章,刘立才. 中国地质. 2002(03)
[9]地下水中硝酸盐去除的新工艺[J]. 张少辉,郑平,陈健松. 中国沼气. 2002(03)
[10]地下水环境中反硝化作用[J]. 吴耀国. 环境污染治理技术与设备. 2002(03)
博士论文
[1]城市（杭州）地下水污染源解析与修复技术研究[D]. 金赞芳.浙江大学 2004
[2]地下水引起的表生生态效应及其评价研究[D]. 杨泽元.长安大学 2004
[3]反相微乳液法制备纳米羟基磷灰石的研究[D]. 任卫.武汉理工大学 2003
[4]浅层地下水有机污染研究—以某城市近郊为例[D]. 李海明.中国地质大学（北京） 2003
[5]处理地下水中挥发性氯代脂肪烃的零价铁渗透反应格栅研究[D]. 刘菲.中国地质大学（北京） 2003
[6]氯代烃在浅层地下水中运移转化的数值模拟研究[D]. 刘明柱.中国地质大学（北京） 2003
硕士论文
[1]反相微乳液法制备导电聚苯胺、磁性纳米镍粒子及其复合材料的研究[D]. 王洁炜.青岛科技大学 2005
[2]微乳反应法超细铁铜催化剂的制备及其活性评价[D]. 王莹利.郑州大学 2005
[3]超声及表面活性剂对柴油微乳化的影响[D]. 佘锦锦.南京工业大学 2005
[4]莱西地区地下水系统硝酸盐污染过程的研究[D]. 崔俊芳.中国海洋大学 2003
本文编号：3732723
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