固定化零价铁PRB填料去除六价铬的实验研究

《果胶负载纳米零价铁去除水中六价铬的研究》摘要随着工业的快速发展，水体中的重金属污染问题日益突出。

其中，六价铬（Cr(VI)）因其高毒性、致癌性及环境持久性而备受关注。

本文研究了果胶负载纳米零价铁（P-nZVI）对水中六价铬的去除效果，探讨了其去除机制及影响因素，为水处理领域提供了一种新的、有效的重金属去除方法。

一、引言六价铬是工业生产中常见的重金属污染物，其排放到水体中会对生态环境和人类健康造成严重威胁。

传统的六价铬去除方法包括化学沉淀法、离子交换法、吸附法等，但这些方法往往存在处理效率低、成本高或产生二次污染等问题。

近年来，纳米技术在水处理领域的应用为解决这一问题提供了新的思路。

其中，果胶负载纳米零价铁因其独特的物理化学性质，在重金属离子去除方面表现出良好的应用前景。

二、材料与方法1. 材料准备（1）果胶的提取与纯化；（2）纳米零价铁的制备；（3）果胶负载纳米零价铁的制备；（4）实验用水及六价铬标准溶液的准备。

2. 实验方法（1）不同条件下P-nZVI对六价铬的去除实验；（2）去除机制研究，包括吸附动力学、吸附等温线、解吸实验等；（3）影响因素分析，如pH值、温度、P-nZVI投加量等。

三、结果与讨论1. P-nZVI对六价铬的去除效果实验结果显示，P-nZVI对水中六价铬具有较好的去除效果。

在一定的pH值和温度条件下，随着P-nZVI投加量的增加，六价铬的去除率也相应提高。

这主要是由于P-nZVI具有较大的比表面积和丰富的活性位点，能够有效地吸附和还原六价铬。

2. 去除机制研究P-nZVI对六价铬的去除机制包括吸附和还原两个过程。

果胶分子中的官能团（如羟基、羧基等）与六价铬发生络合作用，减少了六价铬在水中的迁移能力；而纳米零价铁则通过还原反应将六价铬还原为三价铬，并进一步沉淀去除。

此外，P-nZVI的表面还可能发生静电吸附作用，增强了其对六价铬的去除效果。

3. 影响因素分析（1）pH值：pH值对P-nZVI去除六价铬的影响显著。

零价纳米铁吸附去除水中六价铬的研究
随着工业化进程的加速，水污染问题日益严重。

其中，六价铬是一种常见的水污染物，对人体健康和环境造成严重危害。

因此，研究高效、经济、环保的六价铬去除技术具有重要意义。

零价纳米铁是一种新型的环保材料，具有高度的还原性和吸附性能。

近年来，零价纳米铁在水处理领域得到了广泛应用。

本文以零价纳米铁吸附去除水中六价铬为研究对象，探讨其去除效果及机理。

实验结果表明，零价纳米铁对水中六价铬具有较好的吸附效果。

在一定的反应时间内，随着零价纳米铁用量的增加，六价铬的去除率也随之增加。

当零价纳米铁用量为0.5g/L时，六价铬的去除率可达到90%以上。

此外，pH值对零价纳米铁吸附六价铬的影响也较为显著。

在pH值为6-8的范围内，零价纳米铁的吸附效果最佳。

零价纳米铁吸附六价铬的机理主要包括还原和吸附两个方面。

零价纳米铁具有较强的还原性，可以将六价铬还原为三价铬或二价铬，从而降低其毒性。

同时，零价纳米铁表面具有丰富的活性位点，可以与六价铬形成化学键，实现吸附去除。

零价纳米铁是一种高效、经济、环保的六价铬去除材料。

未来，我们将进一步研究零价纳米铁的制备方法和应用范围，为水污染治理提供更加有效的技术手段。

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。

零价铁脱除水溶液中六价铬的基础研究的开题报告【摘要】六价铬污染已成为环境保护领域中的重要问题，因此需要寻找一种高效、经济、环保的方法来降解六价铬。

零价铁被广泛应用于重金属去除，本文旨在研究零价铁脱除水溶液中六价铬的基础性质及机理。

本研究将从实验室实测和理论模拟两个角度来探究零价铁脱除六价铬的效率与参数之间的关系，为进一步探讨零价铁脱除六价铬的应用提供基础数据和理论支持。

【关键词】零价铁；六价铬；脱除；机理；模拟【研究背景】六价铬是一种强氧化剂，在很多工业过程中被广泛使用。

然而，六价铬具有很强的毒性和致癌性，对人体健康和环境造成严重威胁。

因此，降解六价铬已成为环境保护领域中的重要问题。

目前，已经有很多物质和方法被用于六价铬的降解。

其中，零价铁因其高效、经济、环保等优点被广泛应用于重金属去除。

因此，研究零价铁脱除六价铬的基础性质及机理，具有重要的理论和应用价值。

【研究内容】本研究将从实验室实测和理论模拟两个角度来探究零价铁脱除六价铬的效率与参数之间的关系。

具体研究内容如下：（1）实验室实测：采用批量实验方法研究零价铁脱除六价铬的效率与反应条件的关系，包括零价铁投加量、溶液pH值、初始六价铬浓度、反应时间等因素。

通过对实验结果的分析，探究零价铁脱除六价铬的基础性质。

（2）理论模拟：采用分子模拟软件模拟零价铁脱除六价铬的机理，分析分子间的相互作用及其对反应的影响。

通过对模拟结果的分析，揭示零价铁脱除六价铬的机理及其结构特征。

同时，对实验结果进行对比分析，验证模拟结果的可靠性。

【研究意义】本研究的意义主要体现在以下几个方面：（1）探究零价铁脱除六价铬的基础性质及机理，为该方法的应用提供基础数据和理论支持，为进一步优化该方法提供方向。

（2）探究零价铁脱除六价铬的影响因素，为实际应用中的反应条件确定提供参考。

（3）验证模拟软件在研究化学反应机理方面的可行性，为理论研究提供新的思路和方法。

【研究方法】本研究将采用批量实验方法和分子模拟软件相结合的研究方法，具体如下：（1）实验室实测：采用标准实验方法进行实验，使用批量反应器，在不同条件下进行零价铁脱除六价铬的实验，对实验结果进行分析。

DOI ：10.15913/ki.kjycx.2024.06.027零价铁反应型地下水循环井修复六价铬污染地下水的实验研究＊杜 宁，李 超，袁浩巍，陈韦砚，张起萌（防灾科技学院，河北 廊坊 065201）摘 要：近20年来，中国污染场地修复行业发展迅速，修复技术的研发及工程应用成为热点。

针对重金属场地，尤其是受污染地下水的修复技术开发虽已取得了长足的进步，但仍有大量Cr 6+等重金属污染场地未开展彻底修复。

因此，研究此类场地污染地下水的修复技术具有重要的现实意义。

将零价铁添加在地下水循环井的特定位置，利用零价铁的还原特性实现对Cr 6+污染的去除。

在实验室中开展了静态摇瓶实验和动态模拟实验。

结果表明，该技术对Cr 6+污染有着较好的修复效果，在反应40 h 左右时可以使Cr 6+的质量浓度下降88%左右。

研究结果可为未来重金属污染地下水的修复工程提供工艺参数和技术储备。

关键词：Cr 6+；零价铁；反应型循环井；原位修复中图分类号：X781.1 文献标志码：A 文章编号：2095-6835（2024）06-0097-04——————————————————————————＊［基金项目］河北省省级科技计划资助项目“地下水中苯污染的原位零价铁修复研究”（编号：22E50464D ）；中央高校基本科研业务费项目（编号：ZY20210304）；廊坊市科学技术研究与发展计划（编号：2020013159）在中国，重金属铬在冶金、制革、印染等行业有着广泛的应用[1]，历史遗留原因所致的环保措施不到位、原材料使用不当、生产和使用过程的跑冒滴漏等问题，容易导致土壤及地下水环境受到铬污染，尤其铬污染地下水的修复问题日益突出[2-3]。

在地下水体环境中，铬主要以三价和六价2种形式存在，相比Cr 3+，Cr 6+存在较强毒性，约是Cr 3+的100倍。

受Cr 6+污染的地下水与皮肤接触可能导致过敏，甚至可能造成遗传性基因缺陷，如果不慎吸入呼吸道，可能致癌。

《果胶负载纳米零价铁去除水中六价铬的研究》篇一一、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，尤其是六价铬（Cr(VI)）的污染问题备受关注。

六价铬具有极强的毒性和致癌性，对生态环境和人类健康构成严重威胁。

因此，开发高效、环保的水中六价铬去除技术显得尤为重要。

果胶负载纳米零价铁（Pectin-supported Nanoscale Zero-valent Iron，简称PNNZVI）作为一种新型的纳米材料，因其具有优异的还原性能和良好的环境相容性，被广泛应用于水中重金属的去除。

本文旨在研究果胶负载纳米零价铁去除水中六价铬的效果及其机理，为解决水体重金属污染问题提供理论依据和技术支持。

二、研究内容1. 材料与方法（1）材料实验所用果胶、纳米零价铁、六价铬等试剂均为市售产品，其纯度和规格均符合实验要求。

（2）方法通过制备果胶负载纳米零价铁复合材料，探究其对水中六价铬的去除效果。

实验过程中，设置不同浓度的六价铬溶液，考察PNNZVI的投加量、反应时间、pH值等因素对六价铬去除效果的影响。

采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）等手段对复合材料进行表征，分析其结构特征和组成。

同时，通过测定反应前后水中六价铬的浓度，计算去除率和去除效果。

2. 结果与分析（1）PNNZVI的表征结果通过SEM、TEM和XRD等手段对PNNZVI进行表征，结果表明，果胶成功负载纳米零价铁，形成了一种稳定的复合材料。

纳米零价铁颗粒分散均匀，与果胶形成良好的结合。

（2）PNNZVI对六价铬的去除效果实验结果表明，PNNZVI对水中六价铬具有显著的去除效果。

随着PNNZVI投加量的增加、反应时间的延长以及pH值的适宜调整，六价铬的去除率逐渐提高。

当PNNZVI投加量为0.5g/L、反应时间为120min、pH值为5时，六价铬的去除率可达95%。

地下水铬离子污染PRB修复模拟实验地下水作为地球上的淡水资源，具有很高的生态价值和经济价值。

近几年来，由于我国人口的增长、经济的发展和城市化进程的加快，地下水资源发生了严重的危机，突出表现在城市地下水资源超量开采和污染加剧，其中地下水的重金属污染的现状给城市居民生产和生活带来了巨大危害。

我国城市地下水污染日益加剧。

据有关部门对118个城市2～7年的连续监测资料，约有64%的城市地下水遭受了严重污染，33%的城市地下水受到轻度污染，基本清洁的城市地下水只有3%1。

焦作市的地表水贫乏且污染比较严重，随着工农业生产的发展及城市人口增长对水需求量也越来越大。

工业“三废”的大量排放使地下水污染呈扩展趋势。

焦作市环境监测站监测结果表明，焦作市地下水在1996年各项指标均未超标，但已有超标趋势。

在随后的几年内，部分污染物已经超标，尤其在工业区，由于企业废水，废渣的无组织排放或处理不当，使其中的污染物经过大气降水或地表水的淋溶作用渗透入地下造成地下水污染，导致部分地区地下水中重金属严重超标2。

铬属于铁族元素，是一种有毒的重金属元素，其毒性对人体及环境产生极大的危害。

因此，预防Cr6+对地下水的污染以及处理已经被污染了的地下水，是现阶段一个亟待解决的问题，也是本论文讨论研究的主要目的和意义。

1处理Cr6+污染地下水的技术综述对于已经被Cr6+污染的地下水，目前国内外常采用的治理方法按照治理方式分主要有传统的抽出处理法和原位修复法。

下面对这两种方法做一个简单的介绍。

1.1抽出处理法顾名思义，抽出处理法是通过被污染地下水的下游的抽水机，把已经污染的地下水抽出，通过地面处理设施和方法，将废水中的污染物去除掉，达到了处理的标准，然后再排入自然界或者直接利用。

目前，国内外对受铬离子污染地下水的抽出处理法主要有如下几种：药剂还原法、离子交换法、活性炭吸附、反渗透法。

1.2原位处理法3原位处理法即可渗透反应格栅。

反应格栅法就是在地下水污染源的下游，在隔水层和地面之间的含水层中间，修筑一道一定厚度的可渗透格栅，中间填满生物或者化学介质，当受到Cr6+污染的地下水渗透流过格栅时，其中的介质和水中的Cr6+反应，生成无害的或者沉淀物质。

中国农业大学学报　2011,16(2):160-164Journal o f China A g ricultur al U nive rsityFe 0去除地下水中六价铬的研究李雅　张增强＊　唐次来　易磊(西北农林科技大学资源与环境学院,陕西杨凌712100)摘　要　为了研究零价铁去除水中Cr (Ⅵ)的效果及影响因素。

在实验室条件下,通过批试验,考察了铁粉预处理、铁粉用量、初始pH 及阳离子对六价铬去除的影响。

结果表明:零价铁能够有效、快速的去除污染水体中的六价铬,机理为氧化还原和共沉淀;其去除率受铁粉预处理、铁粉投加量、初始pH 及阳离子的影响;在酸性条件下,Fe 2+浓度可以作为六价铬是否完全去除的指示剂。

关键词　零价铁;六价铬;地下水;氧化还原;共沉淀中图分类号　X 523 文章编号　1007-4333(2011)02-0160-05 文献标志码　A收稿日期:2010-06-02基金项目:陕西省自然科学基金(2005C105)第一作者:李雅,博士研究生,E -mail :liyafuzhou @y aho o .co m .cn通讯作者:张增强,教授,博士生导师,主要从事环境污染修复方面的研究,E -mail :zhang zq58@126.co mSimulation on reduction of hexavalent chromium fromgroundwater using zero valent ironLI Ya ,ZH AN G Zen g -qiang ＊,TANG Ci -lai ,YI Lei(Co llege of Resource an d Environ men ,N orthwe st Agriculture &Fore stry University ,Yang ling 712100,Chin a )Abstract In order to provide guidance for practical app l ication in the remediation of groundwater p ollution ,theinfluencing factors of reduction of hexavalent chrom i um from solution were studied b y batch exp eriment at laboratory scal e ,such as pretreated ,amount of iron ,initi al pH and cation .The results showed that hexavalent chromium was rem oved quickly and effectively b y zero valent iron ,rem oval mechanism was redox and cop recip itation ;the rem oval ratio was effected by the pretreatment with aci d and ni ckel aqe ,the amount of iron ,initial pH and cation ;Fe 2+could be used as an ind i cator for comp lete reduction of hexavalent chrom ium in the acidic cond i tion .Key words zero valent iron ;hexavalent chromium ;g round water ;redox ;coprecipitation 铬(Cr )及其化合物被广泛应用于工业制造、印染、防腐、皮革染色等领域。

PRB填料的研究进展刘瑞;高艳娇【摘要】可渗透反应墙(Permeable Reactive Barrier,缩写为PRB)是处理和修复受污染地下水的一种新型技术.PRB中的填料与受污染地下水发生生物、化学、物理反应达到净化污染水的目的.因此,PRB填料在处理污染地下水中起到至关重要的作用.本文对PRB的填料进行综述,以期为PRB技术的研究提供一定参考.【期刊名称】《工业安全与环保》【年(卷),期】2017(043)006【总页数】4页(P5-7,72)【关键词】可渗透反应墙;反应填料;地下水修复【作者】刘瑞;高艳娇【作者单位】辽宁工业大学辽宁锦州121001;辽宁工业大学辽宁锦州121001【正文语种】中文可渗透反应墙(PRB)法是修复地下水的一种有效方法。

PRB是一种以污染物治理为目的，将所需的反应介质装入地下的可渗透反应墙体内进行反应的污染物处理系统，它的结构可阻断污羽状体，可将其中的受污染物质转化为低毒可适应环境的物质，PRB可不破坏地下水体的流动性。

简单来说，PRB系统是一个装载特定反应介质的活性反应区，当受污染的地下水流经该区域时，污染水与反应区的反应介质发生各种生物、化学、物理反应从而使受污染水得到净化和去除。

这种技术是近些年快速发展的一种处理受污染地下水的原位修复技术，其优势在于稳定高效、安装便捷、维护方便、成本相对较低，正在逐渐代替运行费用高、工程复杂、能耗较大的抽出-处理技术，在地下水修复方向具有良好的前景[1]。

PRB法主要是污染水与PRB填料的反应，因此PRB填料的研究是至关重要的。

PRB处理污染地下水的主要常用填料有零价铁粉、包覆型双金属材料、活性炭颗粒、沸石、改性膨润土及一些天然矿物等等。

在实际的PRB工程中，最常见的PRB反应填料是零价铁粉[2]，因为它不仅可以还原和降解各种重金属离子和有机污染物，而且有着原料易获取、成本低等优点。

PRB是安装在地下含水层中的可渗透反应墙体，安装方向垂直于水流方向。