活性炭负载纳米零价铁去除对硝基酚的实验研究

以活性炭(GAC)作为载体,采用液相还原法制备活性炭负载纳米零价铁复合材料(nZVI-GAC),利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积及孔径分析仪(BET)等方法对复合材料进行了表征。研究了不同材料、不同初始浓度、不同初始pH、nZVI-GAC投加量去除对硝基酚(PNP)的影响。结果表明,纳米零价铁成功负载到活性炭上,但负载后的活性炭比表面积和孔径有所降低;在酸性条件下nZVI-GAC对PNP的去除率优于碱性条件下,并且随着nZVI-GAC投加量的增加和PNP初始浓度的降低,nZVI-GAC对PNP的去除率逐渐增加。     

改性硅藻土负载纳米零价铁去除六价铬

采用改性硅藻土(CD)作为载体,制备了改性硅藻土负载纳米零价铁复合材料(CD-nZⅥ)。利用透射电子显微镜(TEM)、XPS对CD-nZⅥ复合材料进行表征,并讨论CD-nZⅥ复合材料中nZⅥ与改性硅藻土质量比、CD-nZⅥ复合材料投加量、Cr(Ⅵ)初始浓度、pH、反应温度对CD-nZⅥ去除六价铬的影响因素。结果表明,CD-nZⅥ复合材料对六价铬的去除能力高于nZⅥ、改性硅藻土,CD-nZⅥ复合材料中nZⅥ与改性硅藻土质量比为1∶2,CD-nZⅥ投加量为0.8 g/L,反应温度为45℃,反应时间为120 min,pH=3,六价铬初始浓度为20 mg/L时,CD-nZⅥ对六价铬的去除效率高达99.16%。CD-nZⅥ去除六价铬的反应符合准一级反应动力学方程,反应速率常数K_(obs)随着六价铬浓度的增加而减少。对反应产物进行XPS检测,结果显示,CD-nZⅥ是通过还原、吸附作用去除六价铬,且以还原作用为主。     

生物炭负载纳米零价铁去除硝酸盐作用的研究

为探究生物炭负载纳米零价铁（nZVI/BC）去除水中硝酸盐的机制及其影响因素,采用小麦秸秆为载体制备吸附材料。通过XRD和SEM的表征分析知：铁被成功的负载在生物炭表面,生物炭作为载体分散了纳米零价铁颗粒,并减少了它们的团聚。吸附材料对硝酸盐去除效果的实验研究表明：负载纳米零价铁的小麦秸秆生物炭对硝酸盐的去除效果可达到100%,nZVI/BC氮气选择性为21%;铁炭比（w）为1:2时硝酸盐的去除效果最佳;在偏酸性条件下,氨氮选择性更高,对硝酸盐的去除效果更好;硝酸盐和氨氮去除率会随着硝酸盐初始浓度的升高而逐渐下降。     

铝基MOF负载纳米零价铁去除硝酸盐的研究

采用液相还原法制得的纳米零价铁(nZVI),负载于铝基金属有机框架上制成复合材料(nZVI@Al-MOF),用于去除水中的NO₃^--N。考察初始pH、nZVI@Al-MOF投加量、温度和共存离子等因素对去除NO₃^--N的影响。结果表明,在pH为3.0～11.0的研究范围内,nZVI@Al-MOF去除NO₃^--N几乎不受pH的影响。NO₃^--N初始质量浓度20 mg/L、温度298 K,nZVI@Al-MOF投加量2.0 g/L时,反应180 min,初始pH为3.0、5.0、7.0、9.0、11.0时,NO₃^--N去除率分别可达96.8%、97.1%、97.8%、99.8%、98.1%,几乎所有的NO₃^--N被还原为NH₄⁺-N,去除效果极佳且表现稳定。伪二级吸附动力学模型极好描述了...     

硅酸钙负载零价纳米铁吸附去除水中六价铬

利用液相还原法制备硅酸钙负载零价纳米铁(CS-nZⅥ)进行去除水中Cr(Ⅵ)的实验研究.结果表明,CS-nZⅥ对Cr(Ⅵ)的去除效果明显优于还原铁粉和硅酸钙,略差于零价纳米铁;低pH值、越低初始Cr(Ⅵ)浓度及较大投加量均有利于Cr(Ⅵ)去除,最大去除率可达98.9％;反应后CS-nZⅥ颗粒扫描电镜及X射线能谱分析结果表明Cr占3.06wt％;等温吸附实验结果表明较好拟合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,CS-nZⅥ对Cr(Ⅵ)的最大吸附容量达253.8 mg/g.     

颗粒活性炭载纳米零价铁去除水中的Cr(Ⅵ)

以Fe2+溶液为原料、NaBH4为还原剂,采用传统液相还原技术合成了颗粒活性炭(GAC)载纳米零价铁(nZVI)复合材料GAC-nZVI,用扫描电镜对GAC-nZVI进行表征,通过间歇实验考察了其对去除Cr(VI)的影响。结果表明,GAC能阻止nZVI颗粒聚集,合成的GAC-nZVI能有效去除水中的Cr(VI)。在Cr(VI)初始浓度50 mg/L、温度40℃和pH=2.0、投加GAC-nZVI 3.0 g/L的条件下反应5 min,Cr(VI)去除率为99.4%。pH=2.0?4.0时,处理后水中总铬浓度均低于1 mg/L,表明残留少量Cr(III)。随pH值和Cr(VI)浓度增加,Cr(VI)去除率降低;随反应温度和GAC-nZVI投加量增加,Cr(VI)去除率增加。准一级动力学模型可用于描述Cr(VI)的去除过程。相同条件下,GAC-nZVI去除Cr(VI)的反应速率常数达0.19797 min?1,为原颗粒活性炭反应速率常数0.0023 min?1的86倍。随pH值降低或反应温度和GAC-nZVI投加量增加,反应速率常数增加。     

纳米零价铁去除水中六价铬的研究

以聚乙二醇(PEG)为分散剂,在乙醇-水混合溶剂中合成改性纳米级零价铁颗粒(nZⅥ)。利用透射电子显微镜(TEM),X射线衍射仪(XRD)对其结构、组成和物理性质进行表征,讨论了n ZVI去除Cr(Ⅵ)的影响因素,并对反应产物进行XPS检测。结果表明,乙醇比例为50%时制备出的纳米零价铁直径在30⁶0 nm,对Cr(Ⅵ)的去除率最高,为95.30%。nZⅥ投加量越大,Cr(Ⅵ)初始浓度越小,p H越小,温度越高,均有利于水中Cr(Ⅵ)的去除。纳米零价铁将Cr(Ⅵ)吸附后将其还原为Cr(Ⅲ),反应过程主要以还原作用为主。并且对Cr(Ⅵ)的去除能用准一级反应动力学方程描述。     

纳米零价铁/过硫酸盐去除2,4-二氯酚的动力学研究

为更好地理解纳米零价铁(nZVI)激活过硫酸盐(PS)的机制和动力学,基于Langmuir-Hinshelwood机理,结合nZVI/PS体系中主要的反应步骤对2,4-二氯酚(2,4-DCP)的降解过程建立动力学模型。使用不同影响因素下(包括nZVI投加量、初始PS浓度和初始2,4-DCP浓度)PS,2,4-DCP浓度变化数据拟合动力学模型并确定速率常数,通过对速率常数的敏感性分析得到：2,4-DCP降解的整体反应动力学是由前体表面复合物内部发生电子转移反应形成硫酸根自由基SO₄^·-以及2,4-DCP被羟基自由基OH^·降解这两个过程来控制的。     

改性纳米零价铁去除水中莠去津

[目的]研究改性纳米铁对水中莠去津的去除效果。[方法]采用液相还原法合成、并运用TH-904对纳米零价铁进行改性,采用SEM、TEM等手段对其进行表征及分析。[结果]改性纳米零价铁具有核壳结构,粒度分布均匀。当莠去津质量浓度为25.0 mg/L,改性纳米零价铁投加量为100 mg/L,pH值为4,20℃时,莠去津去除率可达70%以上。[结论]溶液pH值显著影响莠去津的去除,酸性条件有利其去除。纳米铁投加量和反应时间在一定范围内对莠去津的去除影响明显。     

竹炭负载纳米级零价铁去除水中的甲基橙

分别探讨了竹炭投加量、溶液pH、染料初始浓度和反应温度对竹炭负载纳米级零价铁去除甲基橙效果的影响。结果表明:在0.2 L浓度为200 mg/L的甲基橙溶液中,当竹炭投加量为0.015 g、温度为30℃、pH为6.0、反应时间为60 min时,竹炭负载纳米级零价铁对甲基橙染料的去除效果最佳,去除率最高可达99.94%。     

Chromium (VI) removal from water using starch coated nanoscale zerovalent iron particles supported on activated carbon

Starch coated nanoscale zerovalent iron (S-nZVI) was immobilized in activated carbon (AC) and its Cr (VI) removal characteristics were studied. Macroscopic evidence and mechanism analysis proved that S-nZVI and AC were closely linked and mutual complementary. Different factors including pH of the original solution, reaction time, and mass ratio (S-nZVI@AC/Cr =10:1, 20:1, 30:1, 50:1, 60:1, 70:1) were studied to analyze the removal rate. Results showed that the removal rate of Cr (Ⅵ) could reach 99.96% under the condition of pH of 5, and temperature =25?°C, when the mass ratio of S-nZVI@AC/Cr was 60:1. The removal of Cr(Ⅵ) by S-nZVI@AC followed pseudo-second-order kinetics. X-ray diffraction (XRD) resulted demonstrate that S-nZVI@AC existed in a Fe₃C state before reaction and in a Fe(III) state after reaction. XPS (X-ray photoelectrons spectroscopy) analysis suggested that the mechanism of Cr (VI) removal by S-nZVI@AC is adsorption and reduction. S-nZVI@AC might be a potential composite material for the purification and detoxification of Cr (VI) in water because of its efficiency and stability.     

无机矿物黏土负载纳米零价铁技术研究进展

概述了采用无机矿物黏土负载纳米零价铁的原理.对目前国内外6种重要的负载零价铁的无机矿物黏土材料进行了对比分析,包括蒙脱石、累托石、坡缕石、高岭土、膨润土、沸石,并阐述了其中几种矿物黏土负载纳米铁后的形态以及去除污染物的效果.最后对一些最新的矿物在负载纳米铁的应用创新及其应用前景和发展趋势方面进行了展望.     

改性硅藻土负载纳米零价铁去除水中硝酸盐氮

以改性硅藻土为载体,采用硼氢化钠液相还原法制备了硅藻土负载的纳米铁（NZVI-CDt,nanoscale zero-valent iron supported on modified diatomite）复合材料。结果表明,所制得的纳米零价铁颗粒呈球形,粒径小于100 nm,均匀分散在改性硅藻土表面,部分纳米铁颗粒镶嵌在硅藻土孔隙内。NZVI-CDt能高效去除水体中NO₃^--N,当pH=7,温度为25℃,初始浓度为20 mg·L^-1,NZVI-CDt复合材料投加量为0.5141 g,反应60 min时,NZVI-CDt对NO₃^--N的去除率达到90.1%。NZVI-CDt去除NO₃^--N的反应符合准一级反应动力学方程,反应速率常数k_obs随着NO₃^--N初始浓度的增加而呈现下降的趋势。     

Synthesis of clay-supported nanoscale zero-valent iron using green tea extract for the removal of phosphorus from aqueous solutions

This study addresses the synthesis of nanoscale zero-valent iron (nZVI) in the presence of natural bentonite (B-nZVI) using green tea extract.The natural bentonite and B-nZVI were then applied for the removal of phosphorus from aqueous solutions at various concentrations,pH levels and contact time.The desorption of phosphorus (P) from adsorbents was done immediately after sorption at the maximum initial concentration using the successive dilution method.The characterization of FTIR,SEM,and XRD indicated that nZVI was successfully loaded to the surface of natural bentonite.The sorption of phosphorus on B-nZVI was observed to be pH-dependent,with maximum phosphorus removal occurring at the pH range of 2 to 5.The results demonstrate that the maximum sorption capacities of natural bentonite and B-nZVI were 4.61 and 27.63 mg·g-1,respectively.Langmuir,Freundlich,and Redlich-Peterson models properly described the sorption isotherm data.For either adsorbent,desorption isotherms did not coincide with their corresponding sorption isotherms,suggesting the occurrence of irreversibility and hysteresis.The average percentages of retained phosphorus released from natural bentonite and B-nZVI were 80％ and 9％,respectively.The results indicated that sorption kinetics was best described by the pseudo-second-order model.The present study suggests that B-nZVI could be used as a suitable adsorbent for the removal of phosphorus from aqueous solutions.     

铁炭活化过硫酸盐降解碱性高浓度有机废液

采用零价铁与活性炭协同活化过硫酸盐处理碱性高浓度电镀槽有机废液。在原水COD≥10000 mg/L,pH为碱性的条件下,考察了过硫酸钠、零价铁与活性炭投加量以及反应时间、初始pH等因素对COD去除效果的影响,并通过正交实验确定了降解最优条件。结果表明:在过硫酸钠投加量为22 g/L,零价铁投加量为4.8 g/L,活性炭投加量为1.2 g/L,初始pH为11,反应时间为3 h的最优条件下,COD去除率达86.40%,TOC、TP去除率分别为66.95%、96.50%。对COD的降解过程符合一级反应动力学方程。     

纳米零价铁的制备及应用研究进展

主要综述了新型水处理材料纳米零价铁及其特点、常用制备方法(高能球磨法、液相还原法),以及该材料的改性和在污废水处理中的应用等;最后对纳米零价铁的发展趋势进行了展望,对纳米零价铁深入研究的领域和亟待解决的问题进行了分析。     

纳米零价铁修饰技术研究进展

近年来纳米零价铁在环境污染物去除方面受到了广泛的关注,提高纳米零价铁的修复性能及稳定性是此领域的研究热点,研究发现通过负载金属的催化性能提高对污染物的降解速率及加速零价铁产氢速率,可提高污染物的去除效果。通过固体材料负载或表面活性剂、高分子电解质等分散,可降低纳米零价铁团聚,增强纳米零价铁的稳定性,进而提高纳米铁对污染物的降解效率。本文就近些年来纳米零价铁的修饰技术进行综述,作为纳米零价铁后期研究的参考。     

零价铁活化过硫酸钠降解苯酚的研究

采用零价铁活化过硫酸钠的方式产生具有强氧化性的硫酸根自由基,以苯酚为目标污染物,考察了硫酸根自由基对苯酚的氧化降解行为。系统研究了零价铁投加量、过硫酸钠的投加量、不同温度、恒温震荡的时间、苯酚浓度、p H值对降解苯酚的影响。实验结果表明：在反应温度为35℃、p H为3、过硫酸钠用量为0.07g、零价铁用量为0.07g、苯酚浓度为10mg/L的条件下,恒温时间为90min时苯酚的降解情况最好,其降解率可以达到90.1%。     

生物活性炭去除水中铁锰的生物作用研究

以生物活性炭(BAC)技术处理铁锰模拟水,探讨活性炭(AC)去除铁锰时生物作用的存在性和贡献率,并优化反冲洗参数。结果表明:BAC对铁锰的去除效果优于AC,证明了存在生物作用;对铁的去除主要依靠化学氧化和物化作用,少部分依靠生物作用;而对锰的去除主要为生物作用;BAC滤柱反冲洗周期受季节影响较大,反冲洗历时以3.5～5.0 min为宜。