纳米零价铁的制备以及在环境有机污染物去除方面的应用研究

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有机氯化合物是一种毒性强、很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(1-10.nm),比表面积大,表面活性高等特点,能够快速去除水中有机物、重金属和无机盐等多种污染物。近年来的研究表明,零价金属,特别是纳米零价铁,在环境污染物处理方面具有很大的潜力,对大多数有机污染物都有比较高的去除效率,被认为是最有应用前景的污染治理技术之一,是目前处理难降解污染物研究的热点之一。 本论文通过化学液相还原法自制了纳米零价铁,采用SEM等进行了表征。并利用自制纳米零价铁进行了去除水溶液中灭幼脲(III)的研究,探讨了纳米铁投加剂量,通入气体流速,自然光等因素对降解反应的影响,并对降解产物进行了初步分析。结果表明,在好氧和厌氧的条件下,CCU均可被纳米铁高效的降解,而好氧条件要优于厌氧条件,可能是好氧环境下更有利于产生·OH导致的。增加纳米铁的用量,增加了反应活性位点,同样也可提高降解效率;在好氧条件下,自然光也可以促进·OH的产生,从而促进反应进行,但是环境中溶解氧饱和后其降解效率达到一稳定状态。表面活剂对降解反应的影响也进行了重点考查,实验结果表明,Tween20对CCU的降解存在重要影响,好氧条件下表面活性剂对CCU的降解具有较强的抑制作用,而在厌氧条件下加速了目标化合物的降解。同时初步对厌氧条件下降解产物进行了分析,液质检测出产物N,-苯甲酰基N,-对氯苯基脲,气质检测出到对氯苯基异氰酸酯,邻氯苯甲酰胺。 表面活性剂使难溶于水的目标化合物在水中具有良好的溶解性能,增大与纳米铁的接触面积,可显著提高降解效率,实验研究了不同类型表面活性剂对CCU降解的影响,发现表面活性剂SDS可以加速降解反应的进行,获得了近100%降解效率。将合成的纳米零价铁应用于实际环境水样,同样得到了较高的去除效率,为开发有机氯化合物的降解新技术提供了比较好的理论依据。
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