綠茶提取液合成納米零價(jià)鐵銅雙金屬對Cr(Ⅵ)的修復(fù)研究.pdf

1、近年來重金屬造成的環(huán)境污染問題日益嚴(yán)峻，其中 Cr(Ⅵ)是一種強(qiáng)致癌性、致畸性的物質(zhì)，鉻渣和鉻廢水中的Cr(Ⅵ)進(jìn)入土壤和地下水會對環(huán)境和人體健康造成極大的威脅。將納米零價(jià)鐵（nZVI）以及其雙金屬材料應(yīng)用于重金屬污染修復(fù)是近年來的研究熱點(diǎn)之一。目前大部分的納米零價(jià)鐵及其雙金屬材料都是由傳統(tǒng)的還原劑制備而得的，這些化學(xué)還原劑屬于毒性物質(zhì)，在材料制備和應(yīng)用過程中都會對生物造成危害，引發(fā)二次污染，此外通過這些化學(xué)試劑制備得的納米材料在應(yīng)用過

2、程中還有穩(wěn)定性差，易失活的問題，這些都極大的限制了納米零價(jià)鐵及其雙金屬材料在實(shí)際工程中的應(yīng)用。
　　本文針對以上問題，在研究中釆用綠茶提取液（GTE）為還原劑，利用植物中具有生物活性的物質(zhì)作為還原劑、掩蔽劑，將鐵鹽和銅鹽還原為納米零價(jià)鐵銅雙金屬(nZVI/Cu)，避免使用有毒化學(xué)物質(zhì)，降低了二次污染，同時(shí)能增強(qiáng)材料的穩(wěn)定性。本文主要研究了綠茶提取液合成的納米零價(jià)鐵銅（GT-nZVI/Cu）材料修復(fù)地下水中 Cr(Ⅵ)的效果及主要影

3、響因素，并通過土柱實(shí)驗(yàn)，模擬真實(shí)的土壤環(huán)境，探討了綠茶提取液合成的納米零價(jià)鐵銅材料在不同因素條件下對土壤中 Cr(Ⅵ)遷移性能的影響，為地下水、土壤中Cr(Ⅵ)的原位修復(fù)技術(shù)提供了科學(xué)參考。論文得出的主要結(jié)論包括：
　?。?）綠茶提取液合成的納米零價(jià)鐵銅呈較規(guī)則的圓球狀結(jié)構(gòu)，顆粒之間有團(tuán)聚現(xiàn)象，顆粒粒徑在60～100nm范圍內(nèi)。在與Cr(Ⅵ)發(fā)生反應(yīng)后綠茶提取液合成的納米零價(jià)鐵銅粒子表面發(fā)生腐蝕，顆粒之間主要以團(tuán)聚態(tài)的形式緊密相連

4、。
　　（2）綠茶提取液合成的納米零價(jià)鐵銅對地下水中的 Cr(Ⅵ)有很好的去除效果，環(huán)境pH值為5，溫度為303K，初始Cr(Ⅵ)污染物含量為5mg·L-1時(shí)，加入0.4g·L-1 GT-nZVI/Cu反應(yīng)60min，水中 Cr(Ⅵ)的去除率可達(dá)到95.06％。改變?nèi)芤簆H值、反應(yīng)溫度、污染物初始濃度以及添加腐植酸都會對Cr(Ⅵ)的去除效果產(chǎn)生顯著影響，降低pH值、升高反應(yīng)溫度有利于溶液中Cr(Ⅵ)的去除，污染物初始濃度以及腐植酸

5、濃度的增加對Cr(Ⅵ)的去除效果產(chǎn)生不利影響。
　?。?）根據(jù)動力學(xué)研究結(jié)果表明，在不同影響因素條件下GT-nZVI/Cu去除 Cr(Ⅵ)的過程均符合偽一級還原動力學(xué)模型，還原速率與反應(yīng)溫度的關(guān)系符合阿侖尼烏斯（Arrhenius）定律，反應(yīng)活化能Ea為35.018kJ·mol-1，低于一般反應(yīng)所需活化能，說明整個(gè)反應(yīng)過程比較容易進(jìn)行。
　　（4）用模擬鉻污染土壤作為供試土壤，研究了不同綠茶提取液合成的納米零價(jià)鐵銅懸浮液濃度

6、和不同土壤污染物濃度條件下，GT-nZVI/Cu對土壤中Cr(Ⅵ)遷移性能的影響，以及在去除過程中滲出液的電導(dǎo)率、氧化還原點(diǎn)位和pH值等理化性質(zhì)的變化，結(jié)果表明，改變GT-nZVI/Cu懸浮液濃度和土壤污染物濃度后 Cr(Ⅵ)的遷移溶出結(jié)果有所變化,在一定范圍內(nèi)，GT-nZVI/Cu懸浮液濃度越高，土壤中Cr(Ⅵ)的遷移率越高，但是當(dāng)GT-nZVI/Cu濃度增加至1.5 g·L-1時(shí)Cr(Ⅵ)的遷移率出現(xiàn)下降；土壤中污染物濃度越高Cr(