纳米零价铁去除水中污染物的研究进展

纳米零价铁(nano zero valent iron,nZVI)作为一种新型的纳米除污染材料,具有较大的比表面积和较高的反应活性,对水中污染物有很好的去除效果。综述nZVI在污水处理中的应用研究进展,重点讨论其在含重金属污水、有机污染废水、TNT红水等污水处理以及在抑菌方面的性能与反应机理。在除污染方面,nZVI显示出去除容量大、效率高的优势,应用前景极其广阔;如果能寻找到合适的载体或修饰材料来负载与保护nZVI,提高其在有氧环境中的稳定性,nZVI将在水处理中发挥更大的作用。     

以硫化纳米零价铁为催化剂类芬顿体系降解亚甲基蓝的研究

采用硼氢化钠液相还原法,以Na2S为硫源,FeSO4为铁源,通过一步法制备硫化纳米零价铁(sulfidated zero-valent iron,S-nZVI),利用X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)对S-nZV...     

硫化零价铁的制备、表征及其在环境领域的应用进展

硫化零价铁(S-ZVI)包括纳米级S-ZVI (S-nZVI)和微米级S-ZVI (S-mZVI),作为零价铁(ZVI)的改性材料,具有更强的反应活性和目标污染物选择性,对水体中重金属和有机污染物有更好的去除及固定化效果,因此受到越来越多研究者的关注。综述了近年来S-ZVI的制备方法、硫化对物理化学特征和反应活性的影响。相对于ZVI,S-ZVI的反应速率和去除效率都有所提高,同时减缓了ZVI与水的反应,增加了对目标污染物的选择性并延长了反应时间,对于水及土壤中的污染物修复具有重要意义。     

稳定的零价纳米铁去除水中SeO42-的动力学研究

采用液相还原法制备了纤维素稳定的零价纳米铁粒子(ZVI),并对不同浓度和pH条件下稳定的零价纳米铁粒子去除SeO42-的反应动力学进行了研究.纤维素稳定的零价纳米铁粒子去除SeO42-的初始动力学(t≤8h)反应符合准一级动力学方程.实验结果表明:在相同的实验条件下(pH=7.0,T=25℃),Kobs的最大值为0.24h-1.研究结果还表明pH值等于6.0是ZVI与SeO42-发生氧化还原反应的最佳pH值.     

膨润土负载木质素分散的纳米零价铁的制备及其在去除铬废水中的应用

通过液相还原制备了一种新型的膨润土负载、有机溶剂木质素分散的纳米零价铁。同时制备了未改性的纳米零价铁和膨润土负载的纳米零价铁。通过SEM、TEM和X射线衍射对三种不同的材料进行了表征和比较。通过一系列单因素实验,确定了各种因素的最佳条件。在最佳条件下,Cr(Ⅵ)的去除率可以达到100%。结果表明,加入木质素后,Cr(Ⅵ)的去除率得到了显著提高。简而言之,BL-nZⅥ是用于处理重金属的有前途的新材料。     

纳米零价铁去除地下水中亚硒酸盐的动力学及机理

为解决地下水中亚硒酸盐(Se(IV))污染问题,采用纳米零价铁为还原剂,考察溶液的pH、Se(IV)初始浓度以及溶液温度等因素对Se(IV)去除效果的影响．结果表明:纳米零价铁在厌氧条件下能够在短时间内将Se(IV)完全去除,速率常数随pH和初始硒浓度的升高而降低,随温度的升高而升高,利用阿伦尼乌斯方程得到其反应活化能为26.26 kJ·mol-1．X射线吸收近边结构谱(XANES)进一步证明了在不同pH和浓度下,还原产物以Se(0)为主．水中Se(IV)的去除由吸附和还原引起,反应过程是水中Se(IV)先吸附到纳米铁表面,随后被还原为零价硒．纳米零价铁还原是一种有效去除水体中Se(IV)的方法．     

零价铁联合微生物去除水中高氯酸盐的研究

本研究通过监测一系列续批实验中高氯酸根(ClO-4)质量浓度随时间的变化情况,研究了Fe0投加量、微生物加入量、ClO-4负荷、初始pH等因素对微生物利用零价铁(Fe0)做电子供体去除水中ClO-4的影响。结果表明与以前的研究不同,Fe0投加量并非越多越好,当初始ClO-4质量浓度为10000μg／L时,Fe0投加量(质量浓度)选择40g／L较为合适,既可以保证充足的电子供应又不会因为大量铁腐蚀引起体系pH过快升高;自行驯化的高氯酸盐降解微生物(perchlorate reducing microbes, PRMs)对ClO-4的去除负荷为603μg／(L?hr?gPRMs),完全可以取代纯种微生物应用于环境水体中ClO-4的去除;所用PRMs 的最适pH条件为7.0,其对初始pH更为敏感而对反应进行中pH的变化有较大承受范围;另外通过建立微生物种群的系统发育树发现PRMs 的种群结构在实验过程中发生了部分变化。本研究在一定程度上为Fe0联合微生物去除ClO-4技术的推广应用提供了理论支撑。     

零价铁去除饮用水中ＢＣＡＮ的研究

为降低氯消毒过程中产生的饮用水消毒副产物（ＤＢＰｓ）带来的危害,采用零价铁去除饮用水 中含氮消毒副产物ＢＣＡＮ,考察了不同反应条件下ＢＣＡＮ的去除效果及其影响因素,探讨了其去 除机理及动力学规律．结果表明：零价铁对ＢＣＡＮ去除效果较好,当ＢＣＡＮ的初始质量浓度为２０ μｇ／Ｌ时,零价铁投加量为１５ｇ／Ｌ,经过１８０ｍｉｎ反应后,去除率达到７１．８％．随着零价铁投加量的 增加,ＢＣＡＮ去除率明显提高;ＢＣＡＮ去除效率随着温度的升高逐渐提高;初始浓度对零价铁去除 ＢＣＡＮ效果影响不大．零价铁去除ＢＣＡＮ的反应与一级反应动力学规律相符合．     

硫化纳米零价铁活化过二硫酸盐降解废水中四环素

硫化零价铁(S-nZVI)因其电子传递效率高、选择性好,近年来在水处理领域应用广泛。将硫化零价铁与高级氧化技术结合,可发挥材料优异的催化性能,实现对污染物的高效降解。论文以硫脲为硫源制备高活性硫化纳米零价铁,构建S-nZVI活化过二硫酸盐(PDS)高级氧化体系实现对四环素的高效降解。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、X射线光电子能谱仪(XPS)等表征方法对S-nZVI的组成结构和表面形貌进行分析,考察硫铁摩尔比(S/Fe)、硫化时间、S-nZVI投加量、PDS浓度、溶液初始pH和共存离子对TC降解的影响作用,通过活性物种淬灭实验和电子顺磁共振实验（EPR）探究自由基和非自由基活性物质对TC的降解作用,利用液相色谱-质谱联用(LC-MS)分析TC降解的可能路径。试验结果表明：纳米零价铁(nZVI)经硫化改性后,比表面积增大,铁(Fe)和硫(S)均匀地分布在材料表面;S/Fe对TC降解的影响作用较小,TC降解率与S-nZVI投加量和PDS浓度呈正相关,但随着硫化时间升高呈现降低趋势;S-nZVI/PDS体系在较宽pH范围内(pH=5~9)均具有较优的TC降解效果;反应溶液中存在不同阴离子时,TC降解率受到不同程度抑制作用,其中HCO3-抑制作用最为显著;当S/Fe为0.028、硫化时间为2 h、S-nZVI投加量为1 g/L、PDS浓度为2 mmol/L,不调节初始溶液pH时,反应120 min后TC降解率可达94.6%;S-nZVI/PDS体系的活性物种除常见自由基(SO4?-和HO?)外,还包括非自由基活性物质Fe(IV),但Fe(IV)对TC的降解作用较小;TC降解的可能路径主要是通过特定官能团裂解和开环反应进行,最终氧化降解成CO2和H2O。     

超声波-零价铁协同处理水中直接湖蓝5B的研究

应用超声波一零价铁(US-Fe0)协同降解水中有机染料直接湖蓝5B,考察了超声波-零价铁的协同效应,研究了溶液初始pH值、超声功率,零价铁投加量等因素对直接湖蓝5B降解效果的影响.结果表明降低反应溶液的pH值有利于提高降解率;在实验的投加范围内,零价铁投加量越多,降解率越高;而超声波功率对降解率的影响不很明显.     

铸铁液吹气脱氮的研究

在１５００℃,感应炉熔炼的铸铁中吹入氧气和二氧化碳气,在铁液中氮含量为０．０１７％的条件下,能有效脱氮,分别在５ｍｉｎ和２０ｍｉｎ内使氮含量下降到０．００４％。     

高磷赤铁矿两步法生物除磷实验研究

采用嗜酸氧化硫硫杆菌(At.t)直接浸出和两步法浸出,对鄂西高磷鲕状赤铁矿(铁品位43.50%,磷含量0.85%)进行生物除磷的实验研究。结果表明:矿浆浓度为2%时,At.t菌直接浸出除磷率为62.35%,且硫含量高达28.57%;采用两步法摇床培养At.t菌,24d菌液pH值接近0.8,磷含量可降至0.15%,硫含量为1.09%;采用自行设计制作的生物反应器培养At.t菌8d,菌液pH值接近0.98,分离菌液浸出原矿12h磷含量为0.18%。对磁选精矿进行的两步法浸出表明,当矿浆浓度为3%以下时菌液的除磷效果明显。     

双井互灌地层除铁试验研究

本文介绍了两口井相互用含铁地下水进行回灌的地层除铁试验情况。在井出水平均含铁量不超过0.3mg(?)条件下,抽灌比可达10:1以上,井中动水位稳定,运行效果良好。     

电化学方法脱除高岭土中铁、钛杂质的研究

除去高岭土中铁、钛等杂质，有利于它的广泛应用．对淮北地区高岭土进行电化学处理，并对处理前后的试样进行了SiO2，Al2O3，Fe2O3和TiO2含量的测定，发现在保持SiO2和Al2O3总量基本不变的前提下，Fe2O3，TiO2的脱除率分别达到60．0％和31．7％．同时配合透射电子显微镜、X-衍射和EDX能谱对样品进行分析．结果表明，电化学处理后的高岭土颗粒明显细化，铁、钛含量明显减少．     

水溶液中糠醛的抽提方法

测定了糠醛水溶液与醋酸丁酯的液液平衡数据，以UNIQUAC方程为模型关联糠醛-水-醋酸丁酯体系的液液平衡数据；以UNIQUAC方程为模型，采用液液萃取法模拟糠醛和水的错流分离结果．     

地下水同步除铁除锰生物滤层中漏锰现象研究

针对生物滤层同步去除地下水中铁锰离子过程中"漏锰"现象进行了研究,明确了"漏锰"是由亚铁离子对锰化物氧化还原引起的,试验证明了影响反应的主要因素为MnOx质量、原水中Fe2+浓度及pH值等.Mn2+溶出的浓度与MnOx及Fe2+浓度均呈二次曲线关系,pH值小于5.0时促进反应发生,大于7.5时则抑制锰的析出.     

硅胶负载氧化锆的吸附除氟研究

用静态吸附法研究了硅胶负载氧化锆的吸附除氟性能，考察了溶液pH、吸附剂投加量、初始浓度以及不同温度和不同初始浓度下吸附时间对吸附的影响．结果表明，溶液pH对吸附有很大影响，最大吸附的pH值为3～4．吸附速率可用拟二级动力学方程描述，200min内可达到吸附平衡．吸附等温线符合Langmuir方程，计算的吸附平衡常数为1．31L／mg，饱和吸附量为7．46mg／g，表明该吸附剂对氟有较大的亲和力和高的饱和吸附量．     

硅胶负载氧化锆的吸附除氟研究

用静态吸附法研究了硅胶负载氧化锆的吸附除氟性能,考察了溶液pH、吸附剂投加量、初始浓度以及不同温度和不同初始浓度下吸附时间对吸附的影响.结果表明,溶液pH对吸附有很大影响,最大吸附的pH值为3~4.吸附速率可用拟二级动力学方程描述,200 min内可达到吸附平衡.吸附等温线符合Langmuir方程,计算的吸附平衡常数为1.31 L/mg,饱和吸附量为7.46 mg/g,表明该吸附剂对氟有较大的亲和力和高的饱和吸附量.     

响应面法优化空气氛围下制备S-nZVI对水中Cr(VI)的去除

在空气氛围下制备硫化纳米零价铁（SnZVI）,通过SEM、XRD等进行表征,并对其去除水中Cr（VI）进行研究。以Cr（VI）去除率为响应值建立了4因素5水平的响应面模型。SEM和XRD结果显示S-nZVI具有片状结构,主要成分为Fe⁰并含有少量的FeS和铁氧化物。响应面法分析结果表明模型可信度高,适用于模拟4种因素对S-nZVI去除Cr（VI）的影响。以伪一级、伪二级动力学模型拟合S-nZVI去除Cr（VI）,结果显示伪二级动力学模型R²为0.999拟合度更好,说明S-nZVI对Cr（VI）的去除主要以化学吸附为主,平衡吸附量达到156.3mg/g.     

络合铁法脱硫工艺的进展

介绍了几种络合铁法脱硫工艺,重点讨论了关于脱硫液的氧化再生,络合剂降解及抑制副产物生成等方面的研究进展,并简评了络合铁法脱硫工艺的特点及应用。