有序介孔碳載納米零價(jià)鐵復(fù)合材料的合成及其對(duì)典型有機(jī)污染物的協(xié)同去除.pdf

1、納米零價(jià)鐵(NZVI)具有粒徑小、反應(yīng)活性高的特點(diǎn)使其在應(yīng)用過程中容易出現(xiàn)團(tuán)聚和被氧化失去活性的兩大難題，從而在實(shí)際應(yīng)用中受到限制。為了解決這個(gè)難題，提出了采用有序介孔碳材料負(fù)載納米零價(jià)鐵的研究思路。
　　 本文以有序介孔碳材料為載體負(fù)載NZVI粒子得到復(fù)合材料，利用介孔碳材料的孔道結(jié)構(gòu)限制鐵粒子的團(tuán)聚，提高其分散性，保持其活性。首先以F127為模板劑，酚醛樹脂(PF）為碳源，正硅酸乙酯(TEOS)為無機(jī)硅源，采用溶劑揮發(fā)誘導(dǎo)自

2、組裝原理制備出等級(jí)孔介孔碳材料，通過控制氧化硅和碳的質(zhì)量比來調(diào)節(jié)介孔碳材料的介孔孔徑和比表面積。以FeSO4·7H2O為鐵源，采用浸漬-煅燒-液相還原的方法制備出NZVI/OMC復(fù)合材料，復(fù)合材料保持與載體材料一致的介孔結(jié)構(gòu)，NZVI粒徑小且分散均勻，同時(shí)具有吸附能力強(qiáng)和反應(yīng)活性高的特點(diǎn)。再以Fe(NO3)3·9H2O為鐵源，采用雙溶劑浸漬．煅燒．碳熱還原法制備出Fe/OMC復(fù)合材料，由于復(fù)合材料中的鐵粒子具有鐵磁性，使得復(fù)合材料具有良

3、好的磁分離性能。采用XRD、TEM、N2吸附．脫附和熱重．差熱等手段對(duì)材料進(jìn)行表征，分別以難降解的有機(jī)污染物硝基苯和PPCPs中的典型污染物頭孢氨芐為目標(biāo)污染物對(duì)NZVI/OMC和Fe/OMC進(jìn)行應(yīng)用研究。得到以下結(jié)論:
　　 1.合成的介孔C-SiO2復(fù)合物具有有序的介孔結(jié)構(gòu)，采用HF或氫氧化鈉溶液去除氧化硅后得到的等級(jí)孔介孔碳材料，材料的比表面積高達(dá)1871.01m2/g，且具有雙孔結(jié)構(gòu)(1.5和3.46nm)。
　　

4、 2.NZVI/OMC復(fù)合材料保持有序的介孔結(jié)構(gòu)，復(fù)合材料中鐵物種以α-Fe0的形態(tài)存在，且均勻的分散在介孔碳基體上，同時(shí)NZVI/OMC復(fù)合材料對(duì)硝基苯具有良好的去除效果，其去除過程是集吸附和還原為一體的協(xié)同去除過程。羥基苯胺和亞硝基苯是硝基苯的中間產(chǎn)物，苯胺是最終產(chǎn)物。溶液中硝基苯的去除率隨材料投加量的增加而增高，酸性條件有利于還原反應(yīng)的進(jìn)行，溶液初始濃度越高其去除率越低。
　　 3.Fe/OMC復(fù)合材料的有序度隨著載鐵量