納米金屬的制備及其在處理典型有機污染物中的應用.pdf

1、氯酚類化合物常見于各種化工廢水,易在環(huán)境介質(zhì)中積累,在環(huán)境各介質(zhì)中均檢測到以較高濃度存在,對人類健康及生態(tài)環(huán)境構成長期威脅。由于其高毒性和難降解性,美國環(huán)境保護局將氯酚類污染物列為最優(yōu)先控制的污染物。偶氮染料是指分子中含有偶氮基(-N=N-)的一類染料,種類很多,色譜齊全,是最大的一類工業(yè)合成有機染料,僅在生產(chǎn)過程中就有近15％排入水體。絕大多數(shù)偶氮染料具有很強的生物毒性和致癌性。所以,對氯酚和偶氮染料的降解研究具有重要的現(xiàn)實意義。近年

2、來,納米金屬以其獨特的性能優(yōu)勢,已成功應用于地下水及土壤環(huán)境污染物的修復處理,顯示出良好的應用前景。
　　本論文采用液相還原法制得分散納米金屬Fe,并采用陽離子交換樹脂為載體,液相還原法制得負載納米金屬Fe、Ni、Fe-Ni及Fe-Pd,采用掃描電子顯微鏡(SEM)對合成的納米金屬進行表征,顯示出納米粒子均為球形且粒徑在10-200 nm。以三氯酚(TCP)和偶氮染料作為目標污染物降解,考察了溶液pH,溫度,H2O2濃度,納米金屬

3、粒子的加入量,及復合金屬中Ni(或Pd)的含量百分比、鹽度等對TCP和偶氮染料降解率的影響。研究結果表明:
　　1.在實驗優(yōu)化條件下,50 mL的反應體系(含10 mL1.10 mmol/L的TCP,10mL50 mmol/L HClO4,1.0 mL80 mmol/L的H2O2,0.4 mL7 mmol/L納米鐵),經(jīng)過20 min超過95%的TCP被降解。酸性條件下,TCP的降解效果較好,pH=3時最佳。反應溫度對H2O2發(fā)生

4、均裂產(chǎn)生?OH的影響較大,隨著溫度的升高,TCP的降解率隨之增加。
　　2.負載納米零價金屬Fe、Ni、Fe-Ni、Fe-Pd均能夠較好的降解偶氮染料。酸性條件下,負載納米Fe降解偶氮染料,除橙黃I、酸性嫩黃G、酸性黃17的降解率分別為96.1%、53.3%、39.3%,其他各染料的降解率均達100%。尤其是復合金屬Fe-Ni、Fe-Pd比Fe、Ni具有更快的降解率。
　　3.溶液pH、溫度、鹽度、負載納米金屬的加入量,及負

5、載納米金屬中Ni(或Pd)的含量都是影響反應降解率的重要因素。溶液的酸度越大、溫度越高、投加的納米金屬量越大、及Ni(或Pd)的含量越高,降解率越高;鹽度對偶氮染料的降解有一定的抑制作用,鹽度越高,偶氮染料的降解率越低。
　　4.本研究采用陽離子交換樹脂作為載體負載納米零價金屬,然而其不只是載體,還是反應產(chǎn)物Fe2+的收集者,可以大大減少釋放到水溶液中的Fe2+的含量,避免其對環(huán)境造成不利影響。所制備的納米材料經(jīng)過活化再生,可循環(huán)