納米鐵去除地下水中硝酸鹽氮的基礎(chǔ)研究.pdf

1、硝酸鹽是地下水中的主要污染物之一。由于水中的硝酸鹽會(huì)以直接或間接的方式危害人類健康，因此對(duì)受其污染的地下水進(jìn)行修復(fù)迫在眉睫。傳統(tǒng)的修復(fù)技術(shù)各有不足，特別是在原位修復(fù)方面都不盡人意。納米鐵具有粒徑小(1～100nm)，比表面積大，表面活性高等特點(diǎn)，能夠去除水中有機(jī)物、重金屬和無機(jī)營(yíng)養(yǎng)鹽等多種污染物，并可直接注入含水層實(shí)現(xiàn)原位修復(fù)，因而成為地下水修復(fù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。因此，本論文結(jié)合南開大學(xué)與天津大學(xué)科技合作項(xiàng)目“沿海城市水環(huán)境生態(tài)修復(fù)基礎(chǔ)研

2、究”及國(guó)家自然基金“乳化碳載納米鐵原位修復(fù)地下水中有機(jī)氯代烴研究”的部分內(nèi)容，進(jìn)行了鈉米鐵的制備并用于水中硝酸鹽氮去除的研究。論文的主要研究?jī)?nèi)容分為以下兩部分： 1.論文建立了實(shí)驗(yàn)室無氧操作方法，成功制備出粒徑80nm左右的納米級(jí)鐵粉，得出如下結(jié)論： (1)制備過程要在無氧條件下進(jìn)行。 (2)制備鈉米鐵的適宜條件為：乙醇-水溶液體系；硼氫化鉀作還原劑；聚乙二醇做分散劑；鐵鹽濃度0.2mol/L；還原劑逐滴加入，滴

3、速約為10滴/秒；室溫；劇烈攪拌。 (3)新制的納米鐵干燥前進(jìn)行水洗-醇洗操作，可有效降低粒子間團(tuán)聚。 2.論文進(jìn)行了自制納米鐵去除水樣中硝酸鹽氮的研究，探討了溶液初始pH，體系分散方式和強(qiáng)度，納米鐵加入劑量，硝酸鹽氮初始濃度，溶解氧以及保護(hù)氣體等因素反應(yīng)的影響，分析了產(chǎn)物和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。主要結(jié)論有： (1)使用自制納米鐵可以迅速去除水中硝酸鹽氮，無需進(jìn)行pH值控制，反應(yīng)基本符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，可描述為準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)。

4、 (2)分散強(qiáng)度對(duì)硝酸鹽氮去除速率有很大影響，一定強(qiáng)度的振蕩和超聲均能達(dá)到較好的分散效果，促進(jìn)反應(yīng)迅速進(jìn)行。使用振蕩器時(shí)，振蕩強(qiáng)度越大(轉(zhuǎn)速越高)反應(yīng)速率越快；使用超聲分散時(shí)，過高或過低的聲功率均不利于反應(yīng)的進(jìn)行，聲功率為70w/cm2時(shí)可以獲得滿意效果。 (3)對(duì)于同樣濃度的硝酸鹽溶液，納米鐵加入量增加，反應(yīng)速率加快；納米鐵量一定時(shí)，硝酸鹽氮濃度越高，反應(yīng)速率越快。 (4)體系溶解氧存在時(shí)對(duì)反應(yīng)有一定的抑制作用