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大蒜废弃物负载纳米零价铁的相关研究
时间:2018-12-06 10:10:35来源:汉斯出版社
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提要:纳米零价铁是一种化学还原性很强的还原剂,因其特有的表面效应和小尺寸效应,从而具有优越的吸附性能和很高的还原活性,因此纳米零价铁还原技术是目前的研究热点之一。

纳米零价铁是一种化学还原性很强的还原剂,因其特有的表面效应和小尺寸效应,从而具有优越的吸附性能和很高的还原活性,因此纳米零价铁还原技术是目前的研究热点之一

汉斯出版社《环境保护前沿》期刊中,北京科技大学薛捷豪汪智等人共同探讨了纳米零价铁的制备方法以及比较了几种纳米级零价铁制备方法的特点。他们还针对纳米零价铁还原活性的定量评价问题进行了探讨,提出了以下见解。

(图片来源于网络,侵删)

纳米级零价铁的制备总体上可分为物理法和化学法。物理法包括蒸发凝聚法、溅射法和高能机械球磨法。化学法主要分为液相化学还原法、活性氢–熔融金属反应法、气相化学还原法和气相热分解法,常用的化学还原法是利用还原剂将铁盐或其氧化物等还原制得纳米大小零价铁颗粒,反应有固相还原、液相还原和气相还原。

纳米零价铁还原活性很强,化学性质不稳定,易被氧化。尽管纳米零价铁在环境污染物的去除方面取得了较好的效果,但主要通过表面反应行为途径来降解氯代有机污染物的纳米零价铁,其去除效率受零价铁传质能力的限制,液相中纳米铁与疏水性有机物的不同极性将导致零价铁与污染物间电子转移效率低而难以充分发挥作用。另需注意的是,纳米零价铁的制备过程容易发生团聚,制备完成后极易被氧化,这种特点也影响了它的实际应用效果。对于某些污染物,尤其是持久性有机污染物,单独使用纳米零价铁并不能得到满意的效果,甚至在降解过程中会转化为毒性更大的污染物

考虑到CrO4−2是典型的氧化性高价离子,极易被还原成为Cr3+,又考虑到纳米零价铁强烈的还原性,由此我们想到采用CrO4-2/Cr3+体系来作为定量反映零价铁还原性。由此,只需要测试各种条件下所得零价铁引起六价铬浓度的变化,就可判断出零价铁的还原性。显然,还原活性越强,更多的六价铬会被还原成三价铬。

静态吸附实验是常规的吸附实验方法,其具体流程为在锥形瓶中,取一定质量的吸附剂与一定体积的六价铬溶液混合,在恒温振荡器中振荡,反应一段时间,取出过滤,再检测滤液中六价铬浓度,即可判定纳米零价铁的反应活性。

在研究过程中,研究人员制备了改性大蒜废弃物吸附剂,并对其改性机理进行了分析推测。运用CrO4-2/Cr3+体系对负载纳米零价铁大蒜废弃物的活性进行了定量评估,并基于此评价技术对纳米零价铁的活性保存做了探索。发现无水乙醇可作保存介质,60%无水乙醇+40%去离子水保存三天,反应时间一个小时,对六价铬的去除效果可与新鲜制备无异。且一定的条件下,对总铬的去除率可以达到100%。

文章来源:https://www.hanspub.org/journal/PaperInformation.aspx?paperID=27864

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作者系郭珊珊

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