分散型纳米零价铁的制备及去除地下水中的Cr(Ⅵ)的研究

发布时间：2024-05-17 04:14

　　土壤及地下水中常见重金属污染物之一六价铬一直备受关注。近年来，纳米零价铁(nZVI)被证实在用于Cr(VI)污染地下水治理之中是一种高效处理手段。纳米零价铁存在易团聚、易沉降、以及在水环境中难迁移等问题而不利工程实践。针对这些问题，本文利用海藻酸钠对纳米零价铁进行改性，利用液相还原法成功制备了分散型纳米零价铁，并对Cr(VI)去除进行批实验。实验证明，海藻酸钠分散型纳米铁（SA-Fe）具有更好的迁移性和良好的Cr(VI)去除效率，主要研究内容如下： 利用海藻酸钠分散制备出分散型纳米零价铁（SA-Fe），均呈球体且直径都小于100nm，并利用SEM、XRD、XPS进行分析发现，Fe颗粒镶嵌于高分子材料上，并且以无定形状态存在。 为了考查SA-Fe和CMC-Fe的迁移性，实验设计了测定zeta电位和柱迁移实验。SA-Fe相对于CMC-Fe的zeta电位绝对值高。以海藻酸钠为分散剂增加了纳米零价铁间的静电斥力同时通过空间位阻作用使颗粒分散，达到较好的稳定性。柱实验中，在1.5倍孔隙体积出水后，SA-Fe的出水Fe浓度高于CMC-Fe的出水Fe浓度，SA-Fe的迁移性更好。 纳米零价铁投加量、...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 研究背景
    1.1 地下水重金属污染现状
    1.2 铬处理技术
        1.2.1 物理处理法
        1.2.2 化学处理方法
        1.2.3 生物处理方法
        1.2.4 地下水铬污染处理技术
    1.3 纳米级零价铁的应用及原理
        1.3.1 纳米零价铁去除污染物原理
        1.3.2 纳米零价铁与重金属反应
        1.3.3 纳米零价铁的改性
    1.4 海藻酸钠的特性及在纳米零价铁应用现状
        1.4.1 海藻酸钠的结构和特性
        1.4.2 海藻酸钠在水处理中的应用
        1.4.3 海藻酸钠在纳米颗粒改性的作用
        1.4.4 海藻酸钠在纳米零价铁的应用现状
    1.5 论文选题意义及主要研究内容
        1.5.1 论文选题意义
        1.5.2 主要研究内容
第二章 不同分散型的纳米零价铁的制备及表征
    2.1 实验材料及方法
    2.2 羧甲基纤维素钠分散型纳米零价铁(CMC-Fe)的制备及表征
    2.3 海藻酸钠分散型纳米零价铁(SA-Fe)制备及表征
    2.4 XRD 分析
    2.5 XPS 分析
    2.6 本章小结
第三章 稳定化纳米零价铁迁移性对比实验
    3.1 引言
    3.2 实验材料与方法
    3.3 稳定性比较
    3.4 柱迁移实验
    3.5 本章小结
第四章 海藻酸钠分散型纳米零价铁对 Cr(Ⅵ)的去除实验
    4.1 引言
    4.2 实验材料与方法
    4.3 pH 对 SA-Fe 去除 Cr(Ⅵ)反应影响
    4.4 Fe 投加量对 SA-Fe 去除 Cr(Ⅵ)反应影响
    4.5 不同 Cr(Ⅵ)初始浓度对 SA-Fe 去除 Cr(Ⅵ)的反应影响
    4.6 NO3
-对 Cr(VI)去除影响
    4.7 SA-Fe 和 CMC-Fe 去除效果对比
        4.7.1 不同 pH 下反应对比
        4.7.2 相同纳米零价铁投加量下的对比
    4.8 本章小结
第五章 反应动力学与产物分析
    5.1 CMC-Fe 和 SA-Fe 动力学分析及对比
    5.2 反应产物分析
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
        6.1.1 分散型纳米零价铁的制备和表征
        6.1.2 分散型纳米零价铁的迁移实验
        6.1.3 SA-Fe 对 Cr(Ⅵ)去除批实验及与 CMC-Fe 对比
        6.1.4 SA-Fe 和 CMC-Fe 对 Cr(Ⅵ)去除反应反应动力学研究
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢



本文编号：3975369

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