活性炭纖維負(fù)載型納米鐵的制備與去除水體中六價鉻的研究.pdf

1、水是人類重要的資源，人們的生產(chǎn)和生活都離不開水資源。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國不僅面臨著水資源短缺的問題，而且水體的污染也越來越引起人們的關(guān)注和重視。鉻是重要的工業(yè)原料，在生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用，而且在眾多的領(lǐng)域沒有替代的材料。鉻的大量使用以及不合理的排放，造成了地表水和地下水的污染。
　　 水體中重金屬污染修復(fù)技術(shù)有物化處理法，化學(xué)處理法和生物處理法。鐵材料因為來源廣泛價格低廉，在水污染處理中得到極大地關(guān)注。然而，鐵粉或鐵屑由于反應(yīng)速

2、度慢，無法使零價鐵得到充分的利用。近十幾年來，納米鐵(Nanoscale Zero-Valent Iron，NZVI)由于具有巨大的比表面積和高反應(yīng)活性等特點，在污染物修復(fù)領(lǐng)域開展了廣泛的研究。
　　 納米鐵制備方法繁多，本論文使用活性炭纖維(Activated CarbonFiber，ACF)材料作為納米鐵的載體，運用液相還原法制備出了活性炭纖維負(fù)載型納米鐵(ACF-NZVI)并用于水體中Cr(VI)污染修復(fù)的研究。本論文研究

3、了活性炭纖維負(fù)載型納米鐵的合成條件，探討了負(fù)載型納米鐵對Cr(VI)的去除效果和機理。論文的主要研究內(nèi)容分為以下四個部分：
　　 1.活性炭纖維負(fù)載型納米鐵合成條件的優(yōu)化：使用高純氮氣和真空線控制反應(yīng)體系在無氧的條件下，選擇FeSO4·7H2O和KBH4作為反應(yīng)試劑，將0.15gFeSO4·7H2O溶解于12.5mL脫氧水后，加入17.5mL無水乙醇作為反應(yīng)介質(zhì)，乙醇和水的比例為5：7，反應(yīng)溶液的pH調(diào)節(jié)為6.5，按照20％的比

4、例將納米鐵負(fù)載在活性炭纖維上。KBH4的量為理論值的兩倍，配制成溶液以2滴/s的速度滴加。整個體系持續(xù)通高純氮氣保持無氧的環(huán)境反應(yīng)30min。反應(yīng)結(jié)束后，用磁選法分離出納米鐵粒子，再用脫氧去離子水和脫氧乙醇各洗滌三次，得到活性炭纖維負(fù)載型納米鐵。
　　 2.TEM表征結(jié)果表明，當(dāng)納米鐵的負(fù)載比率為20％時，納米鐵在活性炭纖維表面分散良好，單個納米鐵的粒徑為80nm左右。而當(dāng)納米鐵的負(fù)載比率為30％時，納米鐵則不能均勻的分散。

5、r>　　 3.運用批實驗來反映活性炭纖維負(fù)載型納米鐵對Cr(VI)的去除能力。結(jié)果表明活性炭纖維負(fù)載型納米鐵對水中Cr(VI)的去除能力高于200目鐵粉和普通納米鐵；活性炭纖維上負(fù)載的納米鐵活性要高于普通的納米鐵，并且活性炭纖維對水中的Cr(VI)有吸附作用。地表水中的Ca2+、Mg2+會降低性炭纖維負(fù)載型納米鐵對Cr(VI)的去除效果。活性炭纖維負(fù)載型納米鐵經(jīng)過真空干燥穩(wěn)定化處理后，對Cr(VI)的去除效果略有下降。