茶葉制備綠色納米鐵及其對(duì)廢水中鉻、鉛的去除.pdf

1、納米鐵的制備技術(shù)迅速發(fā)展，方法多種多樣。生物法制備納米鐵因其具備原材料來(lái)源廣，反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)物不易團(tuán)聚，以及有毒副產(chǎn)物少等特點(diǎn)，成為了學(xué)者們爭(zhēng)相研究的方向。目前關(guān)于生物合成納米鐵的研究還剛起步，因此，合理選擇生物質(zhì)、深入分析其起作用的成分、探討其反應(yīng)機(jī)理、優(yōu)化納米顆粒形態(tài)和尺寸提高產(chǎn)率是納米鐵解決重金屬污染應(yīng)用的發(fā)展方向。
　　本文利用黑茶還原制備出綠色納米鐵(BT-FeNPs)，通過(guò)UV-Vis、SEM、EDX、FTIR、XR

2、D等方法對(duì) BT-FeNPs進(jìn)行表征。再將此顆粒負(fù)載在凹凸棒(ATP)上進(jìn)行改性，合成新型納米顆?！G色納米鐵/凹凸棒(BT-FeNPs/ATP)。并檢測(cè)其去除廢水中鉻(Ⅵ)、鉛(Ⅱ)的效率，考察了不同因素對(duì)去除效率的影響，通過(guò)表征分析探究了BT-FeNPs去除重金屬的機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
　　(1)合成的BT-FeNPs為無(wú)定形的球形顆粒，粒徑100~200nm左右，納米顆粒中的鐵主要以磁赤鐵礦(γ-Fe2O3)，磁鐵礦(Fe

3、3O4)和鐵氫氧化物形式存在，顆粒表面包裹C-N，C-O，-OH等有機(jī)基團(tuán)。
　　(2)在25℃，pH=4.0，Cr(Ⅵ)初始濃度20mg/L，反應(yīng)時(shí)間90min條件下，BT-FeNPs對(duì)Cr(Ⅵ)去除率達(dá)到96.3％。由于包裹了黑茶提取液中的有機(jī)成分，BT-FeNPs的抗氧化性?xún)?yōu)于化學(xué)法制備的NaBH4-FeNPs。在室溫下，Pb(Ⅱ)的初始濃度為10mg/L，在pH值為7，BT-FeNPs/ATP投加量為0.1g，反應(yīng)時(shí)間為9

4、0min時(shí)，Pb(Ⅱ)的去除率可達(dá)99.8%。
　　(3)改性后，BT-FeNPs/ATP保持了ATP的層鏈狀結(jié)構(gòu)特征，具有較大的比表面積，橢球形的綠色納米鐵顆粒分散負(fù)載在平行的ATP晶束上，粒徑約為200~500nm，團(tuán)聚現(xiàn)象明顯減少。
　　(4)去除鉻、鉛過(guò)程中起主要作用的基團(tuán)是C-N基團(tuán)和Fe-O鍵，茶葉中的有機(jī)基團(tuán)將重金屬離子吸附在納米顆粒表面，F(xiàn)e-O鍵進(jìn)而對(duì)其還原，說(shuō)明了綠色納米鐵去除鉻、鉛的過(guò)程是一個(gè)吸附和還原