桉树生物炭负载绿色合成纳米零价铁去除水中Cr(Ⅵ) |
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作者姓名: | 刘沁文 丁爱中 梁信 谢领辉 鄢俊彬 李娜 |
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作者单位: | 北京师范大学水科学研究院,北京 100875;江苏众川生态环境有限公司,南京 210019 |
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基金项目: | 内蒙古自治区科技重大专项(2019ZD001);国家重点研发计划项目(2018YFC1800905);北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室(南宁师范大学)开放或系统基金项目(NNNU-KLOP-K1932) |
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摘 要: | 以桉树叶提取物绿色合成的纳米零价铁(nZVI)为主体,使用桉树生物炭(EBC)负载,成功制备一种高效去除Cr (Ⅵ)的复合材料(EBC-nZVI),考察单一材料和复合材料去除Cr (Ⅵ)的效果差异和循环利用潜力;并研究投加量和溶液初始pH对去除效果的影响.使用GC-MS分析合成前后提取液中成分变化,通过SEM-EDS、FTIR、XRD和XPS对材料表征,结合吸附动力学和吸附等温线实验讨论去除机制.结果表明,绿色合成过程中桉树叶提取液提供了充当还原剂和封端剂的生物分子,复合材料分散性良好并有效缓解nZVI的钝化.复合材料去除Cr (Ⅵ)的过程中EBC和nZVI表现出协同作用,在pH为3,投加量1g·L-1条件下对100mg·L-1的Cr (Ⅵ)溶液去除率达到99.5%以上,且具有良好的循环利用潜力.EBC-nZVI吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型,活性位点与Cr (Ⅵ)的化学吸附过程是去除速率的主要限制因素.EBC-nZVI与Cr (Ⅵ)的反应机制是nZVI和Fe (Ⅱ)将吸附的Cr (Ⅵ)还原为Cr (Ⅲ),然后通过表面络合、官能团吸附和共沉淀以FeOOH、Fe2O3、Cr (OH)3和Cr2O3的形式实现去除.
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关 键 词: | 桉树 绿色合成 纳米零价铁 生物炭 Cr(Ⅵ) |
收稿时间: | 2022-01-25 |
修稿时间: | 2022-03-04 |
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