零價(jià)鐵去除水中污染物及其機(jī)理的研究.pdf

1、進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，工業(yè)化大生產(chǎn)發(fā)展迅速，從而嚴(yán)重破壞了地球的生態(tài)環(huán)境，其中污染最嚴(yán)重的是水污染，日益嚴(yán)峻的水污染給人類的生產(chǎn)和生活帶來(lái)巨大的威脅。據(jù)調(diào)查，我國(guó)居民每天排放的生活污水和很多工廠排放的工業(yè)廢水都含有大量的有毒有害物質(zhì)，嚴(yán)重影響到人類生活、工業(yè)生產(chǎn)以及農(nóng)業(yè)灌溉。同時(shí)日益嚴(yán)重的水污染也增加了水處理的成本，不利于我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施。因此，處理水體污染、清除污水中的污染物迫在眉睫。
　　控制水污染最重要的手段是發(fā)展污水

2、處理技術(shù)，從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)廢水資源化的目的，這是保護(hù)全球水環(huán)境的重要手段之一。鐵在自然界中分布廣泛，居元素分布序列的第四位，由于鐵廉價(jià)易得且具有較強(qiáng)的還原性、環(huán)境友好、不會(huì)造成二次污染等優(yōu)點(diǎn)，從上世紀(jì)八十年代末就應(yīng)用于地下水的處理中。因此，本論文旨在利用環(huán)境友好的零價(jià)鐵發(fā)展高效低成本綠色的水污染控制技術(shù)。
　　在本文中，我們發(fā)現(xiàn)Fe@Fe2O3的加入能明顯提高Fenton(Fe2+/H2O2)降解羅丹明B效率，動(dòng)力學(xué)研究表明染料羅丹明

3、B的脫色過(guò)程符合準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。活性氧物種捕獲實(shí)驗(yàn)表明這種增強(qiáng)效應(yīng)來(lái)源于核殼結(jié)構(gòu)Fe@Fe2O3納米線活化分子氧產(chǎn)生的超氧負(fù)離子，超氧負(fù)離子可以促進(jìn)Fe3+/Fe2+的循環(huán)，使Fenton反應(yīng)循環(huán)進(jìn)行，從而極大地提高了Fenton反應(yīng)中羥基自由基的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)羅丹明B的降解增強(qiáng)。
　　零價(jià)鐵粉暴露在空氣中容易被氧化，從而在其表面生成氧化膜，導(dǎo)致其還原性能下降，因此，大量研究者開始對(duì)零價(jià)鐵進(jìn)行改性，提高其還原活性。本論文發(fā)明了一種微

4、波非水液相改善零價(jià)鐵活性的方法，并對(duì)零價(jià)鐵粉活性增強(qiáng)的原理進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)改性后的鐵粉在中性條件下去除六價(jià)鉻的速率相對(duì)于改性前提高了51倍。通過(guò)測(cè)定反應(yīng)過(guò)程中六價(jià)鉻和總鉻的含量以及反應(yīng)前后樣品的XPS，我們發(fā)現(xiàn)經(jīng)微波非水液相改性后的鐵粉表面Fe2+含量增多，并且鐵粉去除六價(jià)鉻的過(guò)程中起作用的主要為表面絡(luò)合的二價(jià)鐵。
　　本論文詳細(xì)研究了核殼結(jié)構(gòu)Fe@Fe2O3納米線增強(qiáng)Fenton反應(yīng)的機(jī)制以及改性鐵粉去除水中六價(jià)鉻的機(jī)理