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2023年6月杨竞莹等：改性纳米零价铁材料制备的研究进展中，CMC 改性的nZVI 相较于淀粉改性的nZVI 具有更强的稳定性、更大的反应速率和活性；并且CMC 价格低廉、易获取、无毒害，可深入研究其与铁颗粒之间的作用机理，为工业化生产提供保障。
但表面包覆的方法很难在循环中保持可重复使用性和可分离性，仍需基于生产成本、功能及环境兼容性研发性能更加优异的新材料。
2 负载型nZVI负载型改性通过将nZVI 分散到具有孔隙结构的支撑载体上，为nZVI 提供更多的活性位点。
本身具有吸附性能的载体材料也可加速污染物跟nZVI 的反应，从而促进污染物的降解。
负载材料一般包括碳基材料、黏土矿物、膜材料等。
2.1 碳基材料负载型nZVI活性炭、生物炭、有序介孔碳、氧化石墨烯等碳基材料具有丰富的基团和较大的比表面积，常用作nZVI 的支撑材料[31]，且厌氧系统中添加Fe-C 颗粒可减少酸性物质的积累，提高产甲烷菌的活性。
生物炭（BC ）不仅为nZVI 的负载或微生物的黏附提供潜在的位点（图6），还可促进直接种间电子转移（DIET ），加速产甲烷菌对乙酸盐的转化，也可通过氢营养型产甲烷菌的作用促进甲烷的生成[32]。
Lim 等[33]发现添加松木屑生物炭负载的nZVI 可以缓解高负荷食物垃圾厌氧消化过程中挥发性脂肪酸和氨的抑制作用，甲烷产量比对照组提高105.55%。
石墨烯（GNS ）是sp 2杂化的二维碳，具有比表面积大、机械强度高等特点，是一种很有前途的新型二维载体，可用于支撑金属纳米颗粒，有效抑制金属纳米颗粒的聚集[34]。
陈砚田等[35]利用还原氧化石墨烯负载零价铁可将废水中三硝基甲苯（TNT ）处理到检出限0.1mg/L 以下，且处理后的杂化材料活性可通过煅烧恢复。
碳基材料作为nZVI 的载体不仅可以提高nZVI 的比表面积，减少其团聚，还可以加快电子传递效率（表5）。
但在合成Fe-C复合材料的过程中，铁图6 稻壳衍生生物炭负载nZVI 的SEM 图像[38]及负载改性效果图图5 胞外聚合物改性nZVI 的TEM 图像及元素扫描图像[29]··2979化工进展， 2023， 42（6）芯被大量腐蚀，其合成方法还有待提高。
第53卷第1期 辽 宁 化 工 Vol.53，No. 1 2024年1月 Liaoning Chemical Industry January，2024基金项目：辽宁省教育厅科学研究经费项目（JQL202015402）、（JFL202015403）以及辽宁省大学生创新创业训练计划项目（S202210154006）。
收稿日期：2022-12-27纳米零价铁对化工污染土壤修复研究现状赵文媛，王春勇*，李英，田沙沙（辽宁工业大学 化学与环境工程学院，辽宁 锦州 121001）摘 要：纳米零价铁（nZVI）作为一种新型的环境修复材料，被广泛应用于环境污染物的去除。
介绍了nZVI 的结构和特性，并重点综述了nZVI 修复化工污染土壤中涉及的重金属和有机物污染的研究现状。
最后展望了应用nZVI 进行土壤修复的发展趋势。
关 键 词：纳米零价铁；土壤修复；重金属；有机物中图分类号：X53 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2024）01-0103-03土壤是地球生态系统重要的物质基础，而土壤污染会导致食物品质下降，危害人体健康（如癌症以及神经系统损伤等），并诱发其他环境问题[1-2]。
随着我国化工行业的高速发展，化工厂中流出大量污染物，其中重金属和有机物污染已成为我国土壤目前面临的最严重环境问题之一[3-5]。
已有研究表明，土壤重金属和有机物污染已成为制约我国农业可持续发展关键因素[6-8]。
因而，亟需寻求合适的修复手段对化工厂污染的土壤进行修复。
在过去的20多年里，纳米零价铁（nZVI）是环境净化研究领域最深入的材料之一[9]。
nZVI 作为一种纳米材料，被认为是具有巨大潜力的环境修复材料，因为它们具有很强的吸附能力和反应性以及减少和降解污染物的能力[10-11]。
nZVI 还具有比表面积大、颗粒尺寸小、反应活性高、无毒、价格低廉等优点[10-11]。
研究表明，nZVI 能有效地修复化工重金属污染土壤[10-12]。
蒙脱石零价铁纳米复合材料处理模拟废水中Zn2+研究环境科学-毕业论文内蒙古大学本科毕业论文分类号_________ 单位代码 _________学号00814065 密级 __________本科毕业论文蒙脱石/零价铁纳米复合材料处理模拟废水中Zn2+研究院(系)名称：环境与资源学院专业名称：环境科学年级：2008级姓名：景贵东指导教师：樊明德2012年6月1日蒙脱石/零价铁纳米复合材料处理模拟废水中Zn2+研究摘要纳米材料具有许多异于本体物质的独特物理、化学性质，已在基础研究和诸多实际应用中得到广泛关注。
零价铁纳米颗粒更是以其卓越的磁性能和巨大的应用潜力备受瞩目。
然而，零价铁纳米颗粒容易团聚，严重影响了其实际应用性能。
本文以蒙脱石为载体和稳定剂，研究通过硼氢化钠化学液相还原法制备蒙脱石/零价铁纳米复合材料的可行性，并将该复合材料用于废水中Zn2+污染物的去除，结合X射线衍射分析、电镜分析、元素分析等多种手段，得出以下结论：1、通过NaBH4化学液相还原Fe3+可成功制备蒙脱石/零价铁纳米复合材料，蒙脱石作为载体和分散剂可以起到良好的分散作用，有效降低铁纳米颗粒团聚程度。
制备所得的铁颗粒尺寸较为均匀，具核－壳结构，大体呈球状形貌，在蒙脱石表面分散良好。
2、在室温且pH中性条件下，蒙脱石/零价铁纳米复合材料对Zn2+吸附率达89%以上，而单纯蒙脱石对Zn2+的吸附率只有50%左右；吸附Zn2+的动力学过程符合准二级模型，热力学过程符合Freundlich经验吸附模型。
复合材料对Zn2+吸附作用本质较为复杂，主要是蒙脱石的阳离子交换作用，并可能存在由零价铁衍生的羟基化的氧化铁表面对溶液中Zn2+的吸附作用。
关键词：纳米复合材料；蒙脱石；零价铁；Zn2+；吸附Montmorillonite/Zero Valent Iron Nanocomposite for Removing Zn2+from Simulated WastewaterAuthor JING GuidongTutor FAN MingdeAbstractNanomaterials exhibit novel physical and chemical properties that differ considerably from those of the bulk state, and consequently have attracted much attention both in academic study and in practical application. Zerovalent iron nanoparticles (ZVINs), as a nanomaterials, are important for their prominent magnetic properties and great potential in application. Nevertheless, ZVINs are easy to agglomerate and to oxidize, which makes them difficult to prepare, study, and apply. In the present study, ZVINs have been successfully synthesized using sodium borohydride solution reduction of Fe3+in the presence of montmorillonite (Mt) as an effective protective reagent and support as well; and thus obtained Mt/ZVINs nanocomposite is used for removing Zn2+ from simulated wastewater. With a combination of X-ray diffraction, electron microscopic, and elemental analyses, the main conclusions of this study are made as follows:1. Mt/ZVINs nanocomposite has been successfully synthesized using sodium borohydride solution reduction of Fe3+ in the presence of Mt. With high monodispersity and spherical morphology, these hybridized ZVINs are well dispersed on Mt surface and have α-Fe core-iron oxide shell structure.2. Under room temperature and neutral pH conditions, the obtained Mt/ZVINsnanocomposite is more effective than Mt for removing Zn2+ from simulated wastewater. The removal efficiency as to the nanocomposite reaches ~90%, whereas the removal efficiency as to Mt was ~50%. The adsorption of Zn2+ onto the nanocomposite can be fitted with pseudo-second order kinetics model and Freundlich isotherm, respectively. The related mechanisms would involve the cationic exchange reaction of Mt with Zn2+ and the adsorption of Zn2+ on the surface hydroxyl groups of iron oxide derived from the corrosion of ZVINs.Keywords: Nanocomposite; Montmorillonite; Zerovalent Iron; Zn2+; Adsorption.目录摘要 (ii)Abstract (iii)1 引言 (1)2 实验部分 (4)2.1 实验样品 (4)2.2 复合材料制备 (4)2.3 吸附实验 (4)2.4 表征手段 (5)3 结果与讨论 (6)3.1 蒙脱石/零价铁纳米复合材料 (6)3.2 复合材料处理模拟废水中Zn2+ (7)3.2.1 复合材料吸附Zn2+动力学研究 (7)3.2.2 Zn2+初始浓度对吸附的影响 (10)3.2.3 蒙脱石与复合材料吸附性能比较 (14)3.2.4 反应温度对吸附的影响 (15)4 结论 (16)致谢 (17)参考文献 (19)1 引言锌是一种应用广泛的重金属[1]，也是人体所必需的微量元素，正常人每天需摄取10～15mg锌。
纳米零价铁在污水处理中的应用及研究进展刘晓龙 张宏(西北民族大学 化工学院，甘 肃 兰州 730030)摘要：近年来纳米零价铁(nZVI)作为新型的去污材料，其比表面积大、还原性强、表面活性高、原料丰富易得，是目前研究的热点。
本文主要介绍了纳米零价铁的制备方法，同时针对纳米零价铁在实际应用中存在的易团聚和氧化等问题，总结了改进纳米零价铁活性的一系列的修饰方法，如表面改性、固体负载、纳米双金属等，以达到分散nZVI 的目的，使其能够均匀稳定的存在于水处理体系。
关键词：纳米零价铁；改性；污水纳米零价铁(nZVI)是指粒径处于纳米级别，并且小于100nm 的零价铁颗粒，主要通过含铁化合物还原所得到，其原料丰富、价格低廉，已逐渐取代传统意义上的修复材料，成为目前广泛研究的环境纳米材料之一。
另外，由于铁的电极电位E 0(Fe 2+/Fe)=－0.41V，具有很强的还原性，能够非常有效的还原污水中存在的无机物、有机物、重金属离子、染料和农药等污染物。
1997年，Wang 和Zhang [1]率先采用化学液相还原法合成了粒径大概在60nm 左右的nZVI，并将其用于有机氯化物的降解，成功开创了nZVI 在环境工程领域的先例。
此后，越来越多的国内外学者证实了nZVI 在环境领域确实有着极高的应用价值。
但是，由于nZVI 本身比较容易被氧化，会在其表面形成一层钝化层使得反应效率降低，另外，nZVI 由于自身具有磁性，容易发生团聚，导致表面活性降低。
因此，对于nZVI 的改性(如表面修饰和与其他处理技术相结合)已经成为今后广大学者研究的热点之一。
1 nZVI的制备目前，最常见的纳米零价铁的制备方法主要是化学液相还原法。
该方法是在液相环境下通过强还原剂硼氢化物(如NaBH 4、KBH 4等)将Fe 2+、Fe 3+还原成零价铁，从而制得nZVI 颗粒[2]。
该方法操作简单，反应条件温和，制得的纳米零价铁颗粒粒径大概在60～80nm 之间，且纯度较高，但是容易在水洗的过程中被氧化。
零价铁还原脱氮技术研究进展刘新超;贾磊;俞勤;何群彪;刘志刚【摘要】针对生物脱氮技术的缺点,对单纯零价铁及零价铁与生物耦合还原脱氮的效果、反应条件以及减少零价铁钝化现象的方法等进行了综述,以期为现有的污水处理厂升级改造提供理论依据和设计运行参数参考.同时为零价铁与生物耦合系统的研究方向提出了建议.【期刊名称】《四川环境》【年(卷),期】2016(035)004【总页数】5页(P118-122)【关键词】零价铁;还原;脱氮;生物耦合【作者】刘新超;贾磊;俞勤;何群彪;刘志刚【作者单位】同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司,上海200092;上海市环境科学研究院,上海200233;同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司,上海200092;同济大学城市污染控制国家工程研究中心,上海200092;同济大学城市污染控制国家工程研究中心,上海200092【正文语种】中文【中图分类】X703.1在过去几十年内，我国污水处理的重点是去除能引起黑臭现象的有机污染物，而忽略对氮污染物的去除。
由于氮是藻类生长的限制因子之一，因此大量未经处理或处理不充分的含氮废水的外排，引起藻类过度繁殖，导致水体富营养化。
此外，含氮废水对地下水的污染也逐渐增加，而作为重要饮用水源的地下水一旦受到氮污染，会导致高铁血红蛋白症的发生，同时肿瘤以及出生缺陷也与之有关。
随着氮污染问题的日益尖锐化以及公众环境意识的加强，越来越多的国家和地区都制定了相当严格的污水氮排放标准和不同等级的实施规划。
就我国来说，很多省市对于城镇污水处理厂氮的排放标准也从一级B标准(对应-N=8或15(温度低于12℃))提高到一级A标准(对应-N=5或8(温度低于12℃))，甚至更高。
我国现有运行的污水处理厂很大一部分为常规活性污泥二级处理工艺，虽然对BOD5的去除率可达到90%以上，但脱氮率一般仅为10%～40%，出水总氮多超过一级A排放标准。
随着排放标准的提高，很多现有城镇污水处理厂已经开始进行脱氮工艺的改造，新建的污水处理厂也在建设前重点考虑了脱氮功能，如采用A/O[1-2]、A/A/O[3]、CAST[4]工艺等。
双载体负载改性纳米零价铁及吸附降解性能研究双载体负载改性纳米零价铁及吸附降解性能研究近年来，随着人类工业化进程的加快，环境污染问题变得越发严重。
特别是水污染，对于人类健康和生态系统的影响日益凸显。
因此，寻找一种高效可行的处理水污染的方法成为迫切的需求。
纳米材料因其独特的特性，成为最受关注的处理污染的方法之一。
在众多的纳米材料中，纳米零价铁因其较大比表面积、高度反应活性和良好的结构稳定性而备受研究者的青睐。
然而，纳米零价铁在实际应用中，由于其聚集性和容易发生氧化变质，导致反应效果不稳定，从而限制了其广泛应用的发展。
因此，研究人员尝试通过改性纳米零价铁的载体来提高其在环境修复中的稳定性和可控性。
双载体是指将两种不同材料结合起来，形成一种新的复合载体。
它能够综合两种载体的优点，弥补其缺点，提高纳米材料的稳定性和活性。
因此，使用双载体负载改性纳米零价铁来处理水污染问题具有重要意义。
在本研究中，我们选取了两种载体，分别是表面带有正电荷的聚乙烯亚胺（PEI）载体和具有负电荷的蒙脱石（montmorillonite）载体。
首先，我们通过化学方法将PEI和蒙脱石固定在纳米零价铁表面上，形成了双载体负载改性纳米零价铁。
接着，我们对该复合材料进行了一系列的表征和性能测试。
扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）结果显示，纳米零价铁成功负载在PEI和蒙脱石表面上，并且呈现出均匀的分散状态。
X射线衍射（XRD）分析结果显示，纳米零价铁经过负载后，晶体结构未发生明显变化。
比表面积测试表明，改性纳米零价铁的比表面积更大，增加了与污染物接触的机会。
为了评估双载体负载改性纳米零价铁的吸附降解性能，我们选取了苯酚作为模拟物质进行实验。
结果显示，双载体负载改性纳米零价铁对苯酚具有良好的吸附性能。
吸附实验结果表明，苯酚吸附量随着双载体负载改性纳米零价铁用量的增加而增加。
此外，考察了pH值、接触时间和温度等因素对吸附效果的影响，结果显示，pH值为7时吸附效果最佳，随着接触时间和温度的增加，吸附量也逐渐增大。
《零价铁纳米颗粒的可控制备及其去除废水中Cr(Ⅵ)污染物实验研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展，废水中的重金属污染物问题日益严重，特别是六价铬（Cr(Ⅵ)）的排放对环境和人类健康构成了严重威胁。
六价铬具有极强的毒性和致癌性，因此，有效去除废水中的Cr(Ⅵ)污染物成为当前环境保护领域的重要研究课题。
近年来，零价铁纳米颗粒（Fe0 nanoparticles）因其高反应活性、环保无毒、成本低廉等优点，在重金属污染治理方面展现出巨大的应用潜力。
本文旨在研究零价铁纳米颗粒的可控制备方法，并探讨其去除废水中Cr(Ⅵ)污染物的实验效果。
二、零价铁纳米颗粒的可控制备1. 制备方法本实验采用化学共沉淀法可控制备零价铁纳米颗粒。
具体步骤为：将适量的铁盐溶液与还原剂在适当的条件下混合，通过控制反应温度、pH值、反应时间等参数，制备出粒径均匀、分散性良好的零价铁纳米颗粒。
2. 制备条件优化通过实验，我们发现反应温度、pH值和反应时间对零价铁纳米颗粒的制备具有重要影响。
在适当的条件下，可以获得粒径小、分散性好的纳米颗粒。
经过多次实验，我们找到了最佳的制备条件。
三、去除废水中Cr(Ⅵ)的实验研究1. 实验原理零价铁纳米颗粒具有强的还原性，能够将废水中的Cr(Ⅵ)还原为毒性较低的Cr(Ⅲ)。
通过沉淀、过滤等后续处理，达到去除废水中Cr(Ⅵ)的目的。
2. 实验步骤（1）将制备好的零价铁纳米颗粒与废水混合；（2）在适当的条件下进行反应，使Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)；（3）通过沉淀、过滤等步骤分离出含有Cr(Ⅲ)的沉淀物；（4）对处理前后的废水进行检测，分析Cr(Ⅵ)的去除效果。
3. 实验结果分析通过实验，我们发现零价铁纳米颗粒对废水中Cr(Ⅵ)的去除效果显著。
在最佳的反应条件下，Cr(Ⅵ)的去除率可达到95%。
静电纺丝技术固载纳米零价铁研究进展静电纺丝技术固载纳米零价铁的制备方法主要包括两步：静电纺丝制备纤维载体和零价铁的制备，具体操作步骤如下：1. 静电纺丝制备纤维载体：首先是选择合适的聚合物溶液，添加适量的溶剂和增塑剂，使得溶液具有一定的粘度和流动性；然后将溶液注入到静电纺丝装置中，通过高电场作用下将溶液纺丝成纤维，并使其在织物上固定成型。
2. 零价铁的制备：采用还原法将铁盐还原成零价铁颗粒，常见的方法包括还原法、水热法、溶剂热法等。
3. 静电纺丝技术固载纳米零价铁：将制备好的纤维载体浸泡于零价铁的溶液中，使得零价铁颗粒吸附在纤维表面，经过干燥和固化后得到固载纳米零价铁的纤维复合材料。
以上方法中，静电纺丝技术制备载体的关键在于选择合适的聚合物和溶剂配方，控制纤维的直径和形态；而零价铁的制备则需要选取合适的还原剂和反应条件，以获得具有良好活性和分散性的纳米零价铁颗粒。
1. 废水处理领域静电纺丝技术固载纳米零价铁纤维在废水处理领域具有良好的应用前景。
固载纳米零价铁具有高比表面积和活性，可用于废水中重金属和有机物质的吸附和催化降解。
纳米零价铁的固载在纤维表面，保持了其颗粒的分散状态，提高了其在废水中的反应活性和稳定性。
研究表明，固载纳米零价铁纤维对废水中重金属离子的吸附能力明显优于传统的吸附剂，可实现对废水中有毒重金属离子的高效去除。
2. 土壤修复领域固载纳米零价铁纤维在土壤修复领域也具有重要的应用价值。
土壤中的有机物质和重金属离子是土壤污染的主要来源，而固载纳米零价铁纤维可以通过在土壤中释放零价铁颗粒，对有机物质和重金属进行还原和捕捉，减少其对环境的危害。
研究发现，固载纳米零价铁纤维对土壤中的典型有机物质和重金属离子具有较好的捕捉和还原效果，可有效提高土壤的修复效率和成本效益。
3. 纳米催化领域1. 多功能导向的纳米零价铁固载纤维材料未来，随着对环境保护和资源利用的要求越来越高，静电纺丝技术固载纳米零价铁的研究将朝着多功能导向发展。
《果胶负载纳米零价铁去除水中六价铬的研究》篇一摘要：本文针对水中六价铬的危害及其处理难题，提出了一种以果胶为载体，负载纳米零价铁（nZVI）的复合材料处理方法。
通过对果胶负载纳米零价铁的制备、性能表征及去除水中六价铬的效果进行深入研究，探讨了其在实际应用中的可行性及前景。
一、引言随着工业的快速发展，水中六价铬的污染问题日益严重。
六价铬具有极高的毒性和致癌性，对环境和人体健康造成巨大威胁。
因此，开发高效、环保的水中六价铬去除技术显得尤为重要。
纳米零价铁（nZVI）因其具有较高的反应活性，在处理重金属污染方面显示出良好的应用前景。
而果胶作为一种天然的生物高分子物质，具有较好的生物相容性和环境友好性，适宜作为纳米零价铁的载体。
本研究旨在利用果胶负载纳米零价铁，探究其去除水中六价铬的效果及机理。
二、材料与方法1. 材料准备本实验所需材料包括果胶、纳米零价铁、六价铬溶液等。
所有试剂均为分析纯，实验用水为去离子水。
2. 制备方法采用化学共沉淀法制备果胶负载纳米零价铁复合材料。
具体步骤包括果胶与纳米零价铁的前处理、混合及沉淀等过程。
3. 性能表征利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）等手段对制备的果胶负载纳米零价铁复合材料进行性能表征。
4. 实验方法将果胶负载纳米零价铁复合材料加入到含六价铬的水溶液中，通过改变反应条件，如pH值、反应时间等，观察六价铬的去除效果。
三、结果与讨论1. 制备与表征结果通过SEM、TEM和XRD等手段对制备的果胶负载纳米零价铁复合材料进行表征，结果表明果胶成功负载了纳米零价铁，且具有较好的分散性和稳定性。
2. 六价铬去除效果实验结果显示，果胶负载纳米零价铁复合材料对水中六价铬具有较好的去除效果。
随着反应时间的延长和pH值的调整，六价铬的去除率逐渐提高。
同时，不同剂量的果胶负载纳米零价铁复合材料对六价铬的去除效果也存在差异。
3. 去除机理分析果胶负载纳米零价铁去除水中六价铬的机理主要包括两个方面：一是纳米零价铁与六价铬发生还原反应，将六价铬还原为毒性较低的三价铬；二是果胶的吸附作用，通过静电吸引、配位体交换等机制吸附水中的六价铬。
