綠茶提取液合成納米零價鐵銅雙金屬對Cr(Ⅵ)的修復研究.pdf

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

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鐵及其雙金屬材料在實際工程中的應用。
　　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鐵銅雙金屬(nZVI/Cu)，避免使用有毒化學物質(zhì)，降低了二次污染，同時能增強材料的穩(wěn)定性。本文主要研究了綠茶提取液合成的納米零價鐵銅（GT-nZVI/Cu）材料修復地下水中 Cr(Ⅵ)的效果及主要影

3、響因素，并通過土柱實驗，模擬真實的土壤環(huán)境，探討了綠茶提取液合成的納米零價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)的原位修復技術提供了科學參考。論文得出的主要結論包括：
　?。?）綠茶提取液合成的納米零價鐵銅呈較規(guī)則的圓球狀結構，顆粒之間有團聚現(xiàn)象，顆粒粒徑在60～100nm范圍內(nèi)。在與Cr(Ⅵ)發(fā)生反應后綠茶提取液合成的納米零價鐵銅粒子表面發(fā)生腐蝕，顆粒之間主要以團聚態(tài)的形式緊密相連

4、。
　?。?）綠茶提取液合成的納米零價鐵銅對地下水中的 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，加入0.4g·L-1 GT-nZVI/Cu反應60min，水中 Cr(Ⅵ)的去除率可達到95.06％。改變?nèi)芤簆H值、反應溫度、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。
　　（3）根據(jù)動力學研究結果表明，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模型，還原速率與反應溫度的關系符合阿侖尼烏斯（Arrhenius）定律，反應活化能Ea為35.018kJ·mol-1，低于一般反應所需活化能，說明整個反應過程比較容易進行。
　?。?）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率、氧化還原點位和pH值等理化性質(zhì)的變化，結果表明，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GT-nZVI/Cu濃度增加至1.5 g·L-1時Cr(Ⅵ)的遷移率出現(xiàn)下降；土壤中污染物濃度越高Cr(