纳米零价铁去除水中重金属离子的研究进展

《生物炭负载纳米零价铁去除水中铬、硒的研究》摘要：本文重点探讨了生物炭负载纳米零价铁（BC-nZVI）复合材料对水中铬、硒等重金属离子的高效去除。

研究通过对BC-nZVI 的制备工艺进行优化，分析其去除水中铬、硒的机理，并对其实际应用效果进行评估。

研究结果表明，BC-nZVI具有优异的重金属离子吸附性能，为水处理领域提供了新的思路和方法。

一、引言随着工业化的快速发展，水体中的重金属污染问题日益严重。

铬、硒等重金属离子因其高毒性、难降解的特性，对环境和人体健康造成了严重威胁。

因此，研究开发高效、环保的水体重金属离子去除技术显得尤为重要。

生物炭负载纳米零价铁（BC-nZVI）作为一种新兴的重金属离子吸附材料，具有吸附性能强、环保、易回收等优点。

本研究以BC-nZVI为研究对象，深入探讨其对水中铬、硒等重金属离子的去除机制。

二、材料与方法1. BC-nZVI的制备本研究所用BC-nZVI采用生物炭为载体，通过化学还原法制备纳米零价铁。

具体步骤包括生物炭的制备、纳米零价铁的合成及与生物炭的复合。

2. 实验方法（1）实验设计：设置不同浓度的铬、硒溶液，探究BC-nZVI的吸附性能。

（2）吸附实验：在特定条件下进行吸附实验，记录不同时间点的吸附量。

（3）数据分析：通过数据分析，研究BC-nZVI对铬、硒的吸附机制及影响因素。

三、结果与讨论1. BC-nZVI的表征通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观察BC-nZVI的形貌，发现其具有多孔结构，有利于重金属离子的吸附。

同时，X射线衍射（XRD）分析表明BC-nZVI中含有铁氧化物和铁单质等成分。

2. 铬、硒的去除效果实验结果表明，BC-nZVI对水中铬、硒等重金属离子具有优异的去除效果。

随着溶液中铬、硒浓度的增加，BC-nZVI的吸附量也相应增加。

同时，BC-nZVI对铬、硒的去除效率受pH值、温度等因素的影响。

在适当的条件下，BC-nZVI可以实现对水中铬、硒的高效去除。

《负载型零价铁复合纳米材料的制备及其去除Cr（Ⅵ）研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展，重金属污染问题日益严重，尤其是铬（Cr）的污染问题备受关注。

铬（Ⅵ）是一种有毒的重金属离子，对环境和生物体具有极大的危害。

因此，开发高效、环保的方法来去除水体中的Cr（Ⅵ）显得尤为重要。

负载型零价铁复合纳米材料因其高反应活性、大比表面积和良好的环境相容性，被广泛应用于重金属离子的去除。

本文旨在研究负载型零价铁复合纳米材料的制备方法及其对Cr（Ⅵ）的去除效果。

二、负载型零价铁复合纳米材料的制备1. 材料与方法本实验采用化学共沉淀法结合高温煅烧法制备负载型零价铁复合纳米材料。

具体步骤如下：首先，将一定量的铁盐与载体材料混合，加入适量的沉淀剂，在一定的温度和pH值下进行共沉淀反应；然后，将得到的沉淀物进行高温煅烧，得到负载型零价铁复合纳米材料。

2. 结果与讨论通过XRD、SEM、TEM等手段对制备得到的负载型零价铁复合纳米材料进行表征。

结果表明，该材料具有较高的结晶度和良好的分散性，且铁元素成功负载在载体上。

此外，该材料具有较大的比表面积，有利于提高对Cr（Ⅵ）的吸附和还原能力。

三、负载型零价铁复合纳米材料去除Cr（Ⅵ）的研究1. 实验方法以负载型零价铁复合纳米材料为吸附剂，研究其对Cr（Ⅵ）的去除效果。

通过改变吸附剂的投加量、pH值、温度等条件，探究各因素对去除效果的影响。

同时，采用紫外-可见分光光度法等方法对Cr（Ⅵ）的浓度进行测定。

2. 结果与讨论实验结果表明，负载型零价铁复合纳米材料对Cr（Ⅵ）具有较好的去除效果。

随着吸附剂投加量的增加和pH值的降低，去除效果逐渐增强。

此外，温度对去除效果也有一定影响，在一定范围内，升高温度有利于提高去除效果。

通过对吸附动力学和吸附等温线的研究发现，该材料对Cr（Ⅵ）的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。

这表明该材料对Cr（Ⅵ）的吸附过程主要是化学吸附和单层吸附。

纳米级零价铁的制备及其用于污水处理的机理研究纳米级零价铁的制备及其用于污水处理的机理研究近年来，随着城市化进程的加快和工业发展的提速，水环境污染日益严重。

传统的水处理方法如沉淀、过滤和氧化等存在着效率低下、操作复杂以及处理成本高等问题，迫切需要寻找一种高效、经济、环境友好的水处理技术。

纳米级零价铁（nanoscale zero-valent iron，NZVI）因具有较大比表面积、高反应活性和强氧化能力，在水处理领域中备受关注。

本文将介绍纳米级零价铁的制备方法以及其在污水处理中的应用，并探讨其机理研究。

首先，纳米级零价铁的制备方法主要有物理法、化学法和生物法等。

其中物理法包括电弧放电法、溅射法等，化学法包括还原法、共沉淀法等，生物法则利用微生物的还原机制。

这些方法能够制备出不同形状（如颗粒、纤维和薄膜）和粒径的纳米级零价铁，以适应不同类型污水的处理需求。

其次，纳米级零价铁在污水处理中的应用主要表现在去除重金属和有机污染物方面。

纳米级零价铁通过还原机制，去除重金属离子，如铜、铅、铬等，并能将其还原为较难溶解的金属沉淀，从而实现重金属的去除。

同时，纳米级零价铁通过氧化还原反应、吸附、解氧和直接还原等方式，能够有效去除有机污染物，如苯系物质、氯代烷烃和农药等。

相比传统方法，纳米级零价铁具有高效、快速、无二次污染等优点。

进一步研究表明，纳米级零价铁在污水处理中的机理主要包括表面吸附、溶解和催化反应等过程。

首先，纳米级零价铁的大比表面积提供了更多的活性位点，使得其具有较强的吸附能力，能够吸附水中的污染物。

其次，随着纳米级零价铁的溶解，铁离子与水中的污染物发生反应，形成不溶的沉淀而被去除。

此外，纳米级零价铁还能催化水中的化学反应，如还原和氧化等，进一步降解有机污染物。

需要注意的是，纳米级零价铁在实际应用中还存在一些挑战。

首先，纳米级零价铁在制备过程中需要控制粒度和分散度，以保证高活性和稳定性。

其次，纳米级零价铁的使用量和工程应用需要进一步优化，以提高处理效果并减少成本。

化学工程师Chemical Engineer2019年第8期Sum287No.8DOI：10.16247/ki.23-l17l/tq.20190867零价铁处理重金属废水的研究进展马健伟，周彤，宋亚瑞,任淑鹏（东北石油大学土木建筑工程学院,黑龙江大庆163318）摘要:重金属（比如铜，锯，铅，锌,镉等）是一种毒性大，难降解并且容易在生物体内累积的污染物。

零价铁是一种具有新型功能的修复材料，在去除重金属离子方面具有广阔的应用前景。

本文主要阐述了零价铁去除重金属离子的研究进展，并指出不同种类重金属的去除机理以及今后的发展方向。

旨在为深入探究去除不同种重金属离子的人提供思路。

关键词:重金属;零价铁;还原;吸附中图分类号:X703文献标识码:AResearch progress on treatment of heavy metal wastewater with zero value ironMA Jian-wei,ZHOU Tong,SONG Ya-rui,REN Shu-peng（Civil Engineering and Architecture,Northeast Petroleum University,Daqing163318,China）Abstract：Heavy metalssuch as copper,Chromium,lead,zinc,cadmium,etc.are highly toxic and difficult to be degraded and easily accumulate in organisms.Zero-v alent iron is a new kind of material with new function,whichhas a wide application prospect in removing heavy metal ions.The main contents of this paper are the research pro­gresses on the removal of heavy metal ions from zero-valent iron,the removal mechanism of different types of heavymetals and the future development direction.This review provides ideas for people who need to explore the place ofdifferent heavy metal ions.Key words:heavy metals;z ero-valent iron;restore;adsorption当今社会发展越来越快，不管是农业还是重工业,发展速度都十分迅猛，因此，重金属的污染问题也越来越严重。

纳米级零价铁的制备及其用于污水处理的机理研究纳米级零价铁的制备及其用于污水处理的机理研究摘要：纳米级零价铁是一种具有很高活性的材料，广泛应用于环境领域中的污水处理。

本文通过综述文献，探讨纳米级零价铁的制备方法，包括物理法制备和化学法制备，并对其用于污水处理的机理进行研究。

引言近年来，人们对环境污染和水资源保护的关注日益增加。

水污染对人类健康和生态系统造成的危害越来越大，因此寻找高效、低成本的水污染治理技术显得尤为重要。

纳米级零价铁因其独特的物化性质和较高的活性而成为一种广受关注的水处理剂。

本文将着重讨论纳米级零价铁的制备方法以及其用于污水处理的机理。

一、纳米级零价铁的制备方法目前，纳米级零价铁的制备方法主要有物理法制备和化学法制备两种。

1. 物理法制备物理法制备纳米级零价铁主要利用物理力学原理，包括溶剂热法、溶剂热还原法、气相法等。

其中，溶剂热法是一种较为常见的制备方法。

该方法通过在高温下，在有机溶剂中将适量的金属铁与还原剂反应，生成纳米级零价铁。

物理法制备的纳米级零价铁具有较高的比表面积和反应活性。

2. 化学法制备化学法制备纳米级零价铁包括还原法、酵素法、共沉淀法等多种方法。

其中，还原法是应用较为广泛的制备方法。

该方法采用还原剂将铁盐溶液中的金属铁还原成纳米级零价铁，得到具有较高活性的纳米材料。

二、纳米级零价铁在污水处理中的应用纳米级零价铁在污水处理中的应用主要涉及废水中重金属离子的去除和有机污染物的降解。

1. 重金属离子去除纳米级零价铁对废水中重金属离子的去除主要通过吸附和还原反应实现。

纳米级零价铁的高比表面积和丰富的可还原位点使其具有很强的吸附能力，可以有效去除废水中的重金属离子。

同时，纳米级零价铁与重金属离子发生还原反应，将溶解态的重金属离子还原为难溶态的金属沉淀，从而实现浊度的升高和重金属的去除。

2. 有机污染物降解纳米级零价铁对有机污染物的降解主要通过催化还原反应实现。

纳米级零价铁具有很高的还原能力，可将有机污染物还原为无害的物质。

零价纳米铁吸附去除水中六价铬的研究
随着工业化进程的不断加速，水环境受到了越来越大的污染，其中六
价铬的污染是比较严重的问题。

六价铬是强致癌物质，长期接触会对
人体健康造成不良影响。

为了解决水中六价铬的污染问题，科学家们
开发出了一种零价纳米铁吸附去除六价铬的方法。

零价纳米铁是指铁的粒子尺寸在10nm以下的微小颗粒物，它具有较
大的比表面积和较高的反应活性，因此具有很强的吸附去除能力。

在
零价纳米铁吸附去除六价铬的过程中，首先需要将六价铬还原成三价铬，然后零价纳米铁与三价铬发生氧化还原反应，最终生成不易被吸
附的沉淀物，从而实现六价铬的高效去除。

为了探究零价纳米铁吸附去除六价铬的效果，科学家进行了一系列的
实验研究。

他们利用不同浓度的六价铬溶液进行实验，结果表明，当
六价铬初始浓度为50mg/L时，零价纳米铁的吸附率超过了90%，可见零价纳米铁在吸附去除六价铬方面具有很好的效果。

除了零价纳米铁吸附去除六价铬外，科学家还研究了其它的去除方法，例如生物还原法、化学沉淀法等。

相比之下，零价纳米铁吸附去除六
价铬在去除效率和部分厂家方法的稳定性上都具有一定的优势。

虽然零价纳米铁吸附去除六价铬在处理水中六价铬污染方面效果明显，但是也存在一定的问题，例如反应速率慢、操作难度大等。

因此，科
学家们还需要进一步改进和优化这一技术，以更好地为水环境治理提
供支持。

总之，零价纳米铁吸附去除六价铬是一种高效、环保的新型去除方法，具有很大的应用前景。

相信在科学家们的不断努力下，将会有更多的
技术被开发出来，以解决水环境面临的各种挑战。

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。

《褐煤催化热解制备纳米零价铁（NZVI）@AC用于重金属离子吸附性能研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展，重金属污染问题日益严重，对于有效去除水中重金属离子的技术需求日益迫切。

纳米零价铁（NZVI）因其高反应活性，被广泛应用于重金属离子的去除。

褐煤作为一种丰富的自然资源，其催化热解产物的应用尚待深入挖掘。

本研究以褐煤为原料，通过催化热解法制备纳米零价铁（NZVI）@AC（活性炭），并探究其对于重金属离子的吸附性能。

二、材料与方法1. 材料准备褐煤购自某地煤矿，经过破碎、研磨等预处理后备用。

其他化学试剂如催化剂、重金属盐等均购自商业渠道。

2. 制备方法采用催化热解法，以褐煤为原料，加入催化剂，在特定温度和气氛下进行热解，得到NZVI@AC复合材料。

3. 吸附性能测试以不同浓度的重金属离子溶液为研究对象，测定NZVI@AC 对其的吸附性能。

通过对比吸附前后的重金属离子浓度，计算吸附效率。

三、结果与讨论1. NZVI@AC的制备及表征通过催化热解法成功制备了NZVI@AC复合材料。

通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段对其形貌进行表征，发现NZVI粒子均匀地负载在AC上。

X射线衍射（XRD）和能谱分析（EDS）等手段进一步证实了NZVI@AC的成功制备。

2. NZVI@AC对重金属离子的吸附性能实验结果表明，NZVI@AC对重金属离子具有较好的吸附性能。

在不同浓度、不同时间条件下，NZVI@AC对重金属离子的吸附效率均高于单独的AC或NZVI。

这主要是由于NZVI和AC 的协同作用，使得吸附过程更加高效。

此外，NZVI@AC对不同种类的重金属离子均表现出良好的吸附性能。

3. 吸附机理分析吸附机理主要包括两个方面：一是NZVI与重金属离子之间的还原反应；二是AC对重金属离子的物理吸附和化学吸附。

通过对比实验和理论分析，发现还原反应和物理/化学吸附共同作用于吸附过程，使得NZVI@AC具有较高的吸附效率。