纳米零价铁的表征及改性研究进展

纳米零价铁(nanoscale zero-valent iron,nZVI)因其在地下水处理和土壤修复中具有应用前景一直广受关注.但在实际应用中,纳米零价铁nZVI依旧存在颗粒易团聚、传输能力弱和污染物难以选择性去除等方面的问题.为突破这些应用瓶颈,目前已开展了大量nZVI改性工作,并对污染物去除机理进行了深入研究.相...     

球磨法制备纳米零价铁的研究进展

纳米零价铁作为一种新型的环境修复材料,兼备纳米材料巨大的表面能与零价铁的还原特性,在环境修复方面已展现出巨大的潜力。然而由于常规方法制备的纳米零价铁的产量较少,无法满足其大范围的实地推广应用。而球磨法作为一种超细纳米材料制备方法,在纳米零价铁的制备方面具有明显优势,除了可以实现纳米零价铁的工业量产,还可以通过构成一种铁基复合体系,增强体系活性,进而提高其对污染物的选择性。本文综述了球磨法制备纳米零价铁及其复合体系,主要从以下三方面进行概述：(1)球磨法的作用机理和主要影响因素;(2)纳米零价铁及其复合体系的制备;(3)球磨法目前存在的问题以及未来的研究方向。     

纳米零价铁颗粒去除水中重金属的研究进展

重金属是毒性大、难降解、易累积的环境污染物,纳米零价铁作为一种新型功能修复材料在去除水体和土壤中重金属方面有着广阔的应用前景.本文综述了纳米零价铁颗粒去除水中重金属的研究进展,包括纳米零价铁的常用制备方法及特性、去除效能、对不同重金属的去除机理以及发展前景和今后的研究方向,以期为该领域的深入研究提供借鉴并拓展新的思路.     

有机改性蒙脱石负载纳米零价铁去除水体新兴污染物双氯芬酸

双氯芬酸(DFC)作为一种典型的新兴污染物,进入环境中难以被生物降解和转化,给人类健康造成潜在危害.本研究采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(HDTMAB)改性的蒙脱石(Mt)负载自制的纳米零价铁(nZVI),得到有机改性蒙脱石负载纳米零价铁(H-Mt+nZVI)复合材料,用于去除水中的DFC.利用X射线衍射仪(...     

纳米零价铁的微生物毒性效应研究进展

纳米零价铁(nanoscale zero-valent iron,NZVI)是一种新型的地下水修复材料,NZVI的生物安全性研究已经引起了世界各国学者的广泛关注。本文综述了国内外有关NZVI微生物毒性的研究成果,重点介绍了NZVI对微生物的毒性效应及致毒机理,归纳总结了影响NZVI颗粒毒性效应的各种因素,并对未来NZVI材料毒性研究的发展方向进行了展望,以期为NZVI的生物安全性研究提供参考。     

纳米零价铁处理含重金属工业废水研究进展

纳米零价铁材料（nanoscale zero-valent iron, nZVI）是环境领域应用最广泛的纳米材料之一, 因其原材料来源丰富、反应产物环境友好,在分离/固定水中重金属方面得到了广泛的研究. 实验室研究表明,nZVI能够有效去除复杂实际废水中铜、砷、铅、锌、金等多种重金属,表现出较高的去除负荷. 本研究团队在国内首先研究以nZVI技术为核心,开发分离、固定重金属工业废水中重金属的针对性废水处理工艺. 构建了废水处理“反应-分离-回用”式纳米零价铁反应器（nano iron reactor, NIR）装置,通过“小试—中试—工程应用”逐级科学放大,将其应用于多种重金属工业废水的处理当中. 本文总结了纳米零价铁废水处理工艺,综述了NIR反应器技术处理典型重金属废水的中试和工程应用案例,为nZVI的实际环境应用以及重金属废水处理提供了理论及技术借鉴.     

纳米零价铁在环境中的毒性研究进展

纳米零价铁(nZVI)作为一种高效的环境修复材料,被广泛应用在土壤和地下水的修复等环境领域。但研究发现,大量进入环境中的nZVI可能会对生物体和生态系统产生严重危害,如与nZVI接触后,小鼠器官受到损伤,杨树幼苗生长减缓,大肠杆菌等微生物的细胞膜破裂等不利效应出现。此外,nZVI还会改变环境中的氧化还原电位和溶解氧等指标,而且毒性效应容易受到外界条件的干扰。虽然目前对nZVI的致毒机制还不完全明确,但学者们提出了多种可能的假设,主流的观点是铁离子的释放、氧化损伤和基因损伤等。本文综述了国内外对nZVI毒性的最新研究成果,以期为nZVI的使用和毒性研究提供参考。     

纳米零价铁的生态毒性效应研究进展

纳米零价铁(n ZVI)由于其比表面积大、表面反应活性高以及强还原性,可以作为一种高效的环境修复材料,广泛运用于污染地下水及土壤修复。大量的n ZVI颗粒直接注射到污染位点会增加生态系统的暴露可能性,并且由于n ZVI粒径特别小,能穿过细胞膜和生物体的各类天然屏障,对环境及生态系统存在潜在风险,因此科学家们开始更多地关注n ZVI的生物安全性研究。鉴于n ZVI在环境修复应用中的巨大潜力和可能的毒性效应,对n ZVI环境风险的研究也显得尤为重要。综述了近几年国内外关于n ZVI生态毒性的研究成果,n ZVI对病毒、细菌、微生物群落、以及动植物等都能导致一定的负面效应,尽管其毒性机制尚不明确,但普遍认为n ZVI暴露后铁离子的释放和氧化损伤确实可以引起生物效应,部分研究还分析了环境因素和表面改性对其毒性的影响。文章对其未来的发展方向进行了展望,以期为今后纳米零价铁的研究提供参考。     

新型纳米零价铁的绿色合成和改性工艺研究进展

环境友好型材料的合成已成为当前研究的热点.纳米零价铁因卓越还原性能应用潜力巨大,纳米铁颗粒的绿色合成技术可避免污染并降低成本,提高修复效率.本文介绍了纳米铁合成工艺的绿色化进展,其中包括采用各类原始材料新型合成方法、合成工艺条件选择和制备产物的生成过程,经济性分析等.另外还比较了纳米铁颗粒绿色分散和负载改性过程中工艺试验参数、收率和选择性等,并对绿色纳米零价铁技术的工程应用和关键问题进行讨论,以及未来发展趋势进行展望.     

海泡石负载型纳米铁的制备及其对六氯丁二烯的降解特性

以改性处理后的海泡石作为载体,采用化学还原法制备海泡石负载型纳米铁催化剂,利用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)分析等手段对催化剂的表面形态、物相结构等特征进行了表征.并以六氯丁二烯为处理对象,研究了海泡石负载型纳米铁催化剂对水溶液中六氯丁二烯的降解特性.考察了负载型纳米铁投加量、六氯丁二烯初始浓度及反应体系的初始pH值对降解效果的影响.结果表明,在海泡石负载型纳米铁投加量为1.0 g·L-1,六氯丁二烯的浓度为0.1 mg·L-1的范围内,在反应时间为10 min时,六氯丁二烯的去除率达到70%以上,反应时间为240 min时,去除率均可达到95%左右.     

丙酮在Pt/NM,Fe-Cu-Mn/NM催化剂上深度氧化反应动力学研究

采用积分反应器分别考察了Pt/NM,Fe-Cu-Mn/NM催化剂上丙酮深度氧化反应的活性和动力学。结果表明,Fe-Cu-Mn-NM催化剂对丙酮的氧化活性高于Pt/NM催化剂,深度氧化反应的速度方程可用幂函数表达式r=Ae△E/RTCn来表示,相应的动力学参数Fe-Cu-Mn/NM为:n=0.5,△E=145.8(kJ/mol),A=3.63×1010;Pt/NM为:n=1,△E=93.3,A=4.91×104。     

改性多孔碳微球的制备及去除水中四溴双酚A的性能

为提高多孔碳微球对TBBPA的去除性能,采用氮掺杂、H₂O₂氧化和球磨对多孔碳微球进行表面改性,运用比表面积及孔隙度分析仪、傅里叶红外光谱（FT-IR）和X射线衍射仪（XPS）等方法表征改性前后多孔碳微球形貌、孔隙特征、官能团种类及含量和热稳定性等变化情况,通过吸附实验确定多孔碳微球的最佳改性方法,并探究吸附机理。结果表明,多孔碳微球、C-N、C-H₂O₂和C-球磨对TBBPA的最大吸附量分别为36.6 、43.1、47.4 、58.35 mg·g⁻¹。吸附过程符合准二级动力学模型,Langmuir模型能够更好的描述多孔碳微球对TBBPA的吸附过程,主要为单分子层均匀化学吸附。其中C-球磨对TBBPA的吸附性能最佳,最大吸附量和吸附速率分别提高了1.6倍和2.9倍;球磨改性极大提高了碳材料的比表面积和含氧官能团,增加了吸附污染物的活性位点,强化了氢键和π-π电子供受体作用,且受pH和腐殖酸（HA）的影响较小,拓宽了环境适用范围。本研究以期为廉价碳材料去除有机污染物性能提供理论依据。     

表面硅烷化改性秸秆吸油材料的制备及性能

玉米秸秆是低成本、环境友好的农业废弃物之一。以废弃秸秆为原料,用氢氧化钠、硫化钠、二氧化硅及乙烯基三乙氧基硅烷为表面改性剂对秸秆材料进行表面改性处理。利用扫描电镜（SEM）、红外光谱分析仪（FT-IR）、热重分析（TGA）及接触角测量仪对改性前后材料进行表征。结果表明,经表面改性后的秸秆材料表面改性均匀,与水的润湿角达到153°,表现出良好的疏水亲油性能;同时,与原始秸秆材料相比,其吸附率获得明显提高,在处理有机水体污染时表现出良好的选择吸附性。因此,低成本改性玉米秸秆作为天然吸附剂,在治理有机水污染方面具有很大的应用潜力。     

氧化锆官能化的六方中孔氧化硅(HMS)吸附水体中磷酸盐

采用液晶模板技术,合成了六方中孔氧化硅HMS,通过液相交换技术合成了表面氧化锆官能化的新型材料HMS-Zr,系统研究了其对磷酸盐的吸附行为.XRD、N2吸附/脱附测定表明了HMS-Zr的中孔特性,XPS分析反映其表面形成Si-O-Zr键.HMS-Zr对磷酸盐表现出良好的吸附效率(Zr含量为3.39%,饱和吸附量达到10 P mg·g-1),吸附等温线符合Freundlich吸附模式,低pH条件下可促进磷酸盐吸附.HMS-Zr吸附磷酸盐是吸热的自发过程,吸附动力学显示磷酸盐在HMS-Zr上的吸附符合二级动力学.     

氧化热处理对活性炭纤维吸附转化SO2能力的影响

本文研究了经Ｏ２,空气或ＨＮＯ３氧化后,高温下热处理改性的活性炭纤维（ＡＣＦ）在Ｏ２和水蒸气存在下脱除ＳＯ２的能力。结果表明,氧化热处理改性后,ＡＣＦ的脱硫能力都有明显提高,其中Ｏ２改性的ＡＣＦ脱硫活性最高,ＨＮＯ３改性的ＡＣＦ最低,空气改性的ＡＣＦ居中。并对改性ＡＣＦ具有不同脱硫活性的原因进行了分析。ＴＰＤ实验表明,Ｈ２ＳＯ４从Ｏ２改性ＡＣＦ上脱除最容易。     

生物炭理化性质对其反应活性的影响

生物炭作为一种富炭材料,由于其具有固碳、增强土壤肥力、促进植物生长等特性,在固碳减排及土壤改良方面的应用价值受到广泛关注.同时,生物炭具有较大的比表面积和较高的孔隙率,常被作为吸附剂用于污染物的去除.研究发现生物炭在吸附有机污染物的过程中可降解有机污染物,因此生物炭的反应活性成为近年来研究的热点.生物炭的反应活性主要由其制备过程中生成的环境持久性自由基（EPFRs）和自身的氧化还原能力贡献.生物炭的EPFRs活性与官能团种类、过渡金属含量和EPFRs种类有关,其中官能团和过渡金属通过影响EPFRs的生成及稳定从而影响EPFRs的浓度和种类,进而影响EPFRs活性,而EPFRs种类直接影响EPFRs活性.生物炭的氧化还原活性与官能团、芳香性和导电性有关,其中官能团影响氧化还原活性基团（RAMs）的生成,芳香性和导电性影响基质电导（EC_BC）结构的生成及导电活性,从而影响氧化还原活性.本文总结了生物炭的反应活性机理和影响因素,旨在为生物炭处理有机物污染物等方面的应用提供理论支撑和技术参考.     

活性炭表面含氧官能团对燃煤烟气氮氧化物脱除的影响

采用HNO3、H2SO4及H2O2对煤基活性炭进行氧化改性处理,研究低温(＜250℃)下NH3为还原剂的选择催化还原(SCR) NOx的反应性能.通过元素分析、表面积和孔分布、Boehm滴定、TPD-MS、XPS分析对氧化前后活性炭表面物理化学性质进行分析,对表面含氧基团含量进行了定性定量研究.结果 表明,与H2SO4...