应用宏观和XAFS研究纳米铁柱撑膨润土对去除Cr1
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《负载型零价铁复合纳米材料的制备及其去除Cr(Ⅵ)研究》范文
《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。
纳米零价铁体系对土壤中Cr(Ⅵ)的去除和滤出特性影响及转化机理研究
纳米零价铁体系对土壤中Cr（Ⅵ）的去除和滤出特性影响及转化机理研究重金属Cr在生产铬盐、皮革印染等工业具有广泛的应用,而其加工过程产生的含铬废气、废水和废渣都会对土壤产生污染。
治理Cr对土壤的污染属于典型的环境修复工作范围。
由于形态不同,Cr的毒性差异很大,尤其是Cr（Ⅵ）对人体有致癌致畸作用,严重危害人体健康和公共安全;而低剂量的Cr（Ⅲ）是无毒害的。
如何将Cr（Ⅵ）转化为Cr（Ⅲ）以降低其毒性,以及如何从土壤中去除Cr （Ⅵ）与Cr（Ⅲ）,是修复土壤Cr污染过程中重点考虑的问题。
在修复重金属污染土壤采用的众多化学手段中,还原法是其中一条重要的技术路线。
鉴于纳米零价铁（nZⅥ）具有很强的还原性以及良好的吸附能力,若能将其输送至需修复的目标位置,便可有效还原Cr（Ⅵ）为Cr（Ⅲ）,这是极具发展潜力的土壤修复技术。
然而,影响nZⅥ修复Cr污染土壤的因素较多,传统研究采用的实验室条件与实际现场存在很大差距,且作用形式单一。
有必要开展相关研究解决上述问题,为该技术早日进入工程化阶段提供科学帮助。
本工作在对nZⅥ进行稳定化的基础上,采用静态土样体系、动态小型土柱体系和模拟现场体系（动态大型土柱）等三种体系,研究了nZⅥ对Cr（Ⅵ）的去除效果,以及相关的转化机理。
实验选用了山地土壤、河滩土壤、农田土壤和煤矿矿区土壤四种现场土壤进行了Cr（Ⅵ）污染的修复研究。
通过系统研究,主要取得如下结论:（1）采用复合稳定体系增强nZⅥ在反应过程中的分散性及稳定性。
采用羧甲基纤维素（CMC）、丙烯酸（AA）、菌群(（氧化亚铁硫杆菌（T.f）+氧化硫硫杆菌（T.t））构建复合稳定体系。
CMC与AA共同承担输送与稳定nZⅥ微粒的作用,AA用于延缓CMC水解,菌群在辅助稳定化之外,能够促进Cr（Ⅲ）与Cr（Ⅵ）溶解洗出。
（2）探索得到静态土壤实验中nZⅥ去除Cr（Ⅵ）的最佳运行条件。
投加稳定剂CMC/AA/菌群和nZ Ⅵ的最佳浓度分别为0.6g/L和0.06g/L;适宜的温度为35℃、土壤体系的初始pH为4。
钛柱撑膨润土吸附水溶液中微量Cr(VI)研究
１ ． 吸附实验 ．３ ２
Ｅ１ 实验仪 器及试 样
实验用仪器 ： 一 ４ １ Ｄ ７０ 电动搅拌器 ，Ｄ － Ａ离心 Ｌ ５２ 机， ６ ７ ＭＣ分光光度计， ５ 恒温振荡器 、 ／ Ｘ Ｉ Ａ型 ＤＭＡ —Ｉ Ｉ ｘ射线粉末衍射仪（ 本 Ｒ Ｇ Ｋ 日 Ｉ Ａ Ｕ公司 ） 。
基金项 目： 天津市 自然科学基金资助项 只（３ ６ ３ １ ） ０ ３ ０ ２ １
维普资讯
钛柱撑膨润土吸附水溶液 中微 量 Ｃ （ ） ｒＶＩ研究 庞秀 ， 等
钛柱撑膨润土吸附水溶液中微量 Ｃ （ ｉ研究 ｒＶ ）
庞秀， 曹吉林 谭朝阳 ，
（ 河北工业大学化工学院， 天津
摘
３０ ３ ） ０ １０
要： 针对水 － ｆ 微量 Ｃ（ １ ｒ ） Ｖ 的吸附脱除问题 ， 以河北灵寿 旦膨润土制备 的钛柱撑膨润土为吸附剂 ， 进行 ｊ２ ￣条件 卜 － ５Ｃ 对水溶液 中
将六价铬确定为 ｌ 种高度危 险的毒性物质之一 ， ７ 六 价铬的含量超过 ０ ｍ ／ ， ． ｇ 就会对人体产生毒性作用 ， １ Ｌ
它在生物和人体内积聚， 能够造成长期性的危害 ， 是一
种毒性极强的致癌物质 ， 研究 已证实 ｃ （ 具有致突 ｒⅥ）
变性 。
Ａ ｌ
】 ３ ４ ５
Ｆ２ Ｍｇ ｅ ０３ Ｏ
内外比表面积 ， 当它被多羟基无机金属离子（ 或某些表 面活性剂 ） 插层后 ， 得到的是一种柱撑膨润土的产物。 用膨润土及柱撑膨润土吸附剂脱 除水 中的重金属 离 子和有机物 ， 国内外在这方面已有小少研究Ｉ 但钛 州， 柱撑膨润土对水中微量 Ｃ （ Ｉ的吸附未见报道 。 ｒ ） Ｖ 为此
・
２ ・ ３
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Ｅ１ 实验仪 器及试 样
实验用仪器 ： 一 ４ １ Ｄ ７０ 电动搅拌器 ，Ｄ － Ａ离心 Ｌ ５２ 机， ６ ７ ＭＣ分光光度计， ５ 恒温振荡器 、 ／ Ｘ Ｉ Ａ型 ＤＭＡ —Ｉ Ｉ ｘ射线粉末衍射仪（ 本 Ｒ Ｇ Ｋ 日 Ｉ Ａ Ｕ公司 ） 。
基金项 目： 天津市 自然科学基金资助项 只（３ ６ ３ １ ） ０ ３ ０ ２ １
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钛柱撑膨润土吸附水溶液 中微 量 Ｃ （ ） ｒＶＩ研究 庞秀 ， 等
钛柱撑膨润土吸附水溶液中微量 Ｃ （ ｉ研究 ｒＶ ）
庞秀， 曹吉林 谭朝阳 ，
（ 河北工业大学化工学院， 天津
摘
３０ ３ ） ０ １０
要： 针对水 － ｆ 微量 Ｃ（ １ ｒ ） Ｖ 的吸附脱除问题 ， 以河北灵寿 旦膨润土制备 的钛柱撑膨润土为吸附剂 ， 进行 ｊ２ ￣条件 卜 － ５Ｃ 对水溶液 中
将六价铬确定为 ｌ 种高度危 险的毒性物质之一 ， ７ 六 价铬的含量超过 ０ ｍ ／ ， ． ｇ 就会对人体产生毒性作用 ， １ Ｌ
它在生物和人体内积聚， 能够造成长期性的危害 ， 是一
种毒性极强的致癌物质 ， 研究 已证实 ｃ （ 具有致突 ｒⅥ）
变性 。
Ａ ｌ
】 ３ ４ ５
Ｆ２ Ｍｇ ｅ ０３ Ｏ
内外比表面积 ， 当它被多羟基无机金属离子（ 或某些表 面活性剂 ） 插层后 ， 得到的是一种柱撑膨润土的产物。 用膨润土及柱撑膨润土吸附剂脱 除水 中的重金属 离 子和有机物 ， 国内外在这方面已有小少研究Ｉ 但钛 州， 柱撑膨润土对水中微量 Ｃ （ Ｉ的吸附未见报道 。 ｒ ） Ｖ 为此
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稳定纳米铁对铬污染土壤修复效果的研究
稳定纳米铁对铬污染土壤修复效果的研究作者：马宪梅张旭来源：《环境与发展》2020年第08期摘要：目前，纳米铁修复土壤铬的技术在环境治理已经广泛应用，但是纳米铁的修复中仍然存在较多的问题，本文通过对改良纳米铁特性进行研究，并通过实验方法探究稳定纳米铁对土壤铬的存在形态的修复效果。
关键词：稳定纳米铁;土壤铬;修复效果Abstract：At present，the technology of nano iron remediation of soil chromium has been widely used in environmental governance，but there are still many problems in the remediation of nano iron.In this paper， the characteristics of improved nano iron were studied，and the remediation effect of stable nano iron on the existing form of soil chromium was explored by experimental methods.Key words：Stable nano iron;Soil chromium;Remediation effect1 前言随着工业生产和经济水平的不断快速发展，已造成了大量环境污染问题的出现，其中，铬在工业活动中的广泛应用导致的土壤铬污染问题尤为突出。
相较于传统修复材料，纳米铁材料因大比表面积和高活性等特有性能，目前已在环境治理中被广泛使用并取得了显著效果，尽管其表现出了优异的性能，但应用中仍呈现了一些不足之处。
因此，本文针对利用稳定纳米铁修复铬污染土壤开展研究工作，探索稳定纳米铁对实际工业污染土壤的修复效果的影响，研究结果可为稳定纳米铁在实际工程中的应用提供参考依据。
《纳米零价铁体系对土壤中Cr(Ⅵ)的去除和滤出特性影响及转化机理研究》范文
《纳米零价铁体系对土壤中Cr（Ⅵ）的去除和滤出特性影响及转化机理研究》篇一摘要：本文针对纳米零价铁体系在土壤中去除和滤出Cr（Ⅵ）的特性及其转化机理进行了深入研究。
通过实验分析，探讨了纳米零价铁与Cr（Ⅵ）之间的相互作用，以及这一过程对土壤环境的影响。
研究结果表明，纳米零价铁体系在去除土壤中Cr（Ⅵ）方面具有显著效果，并揭示了其转化机理。
一、引言随着工业化的快速发展，重金属污染问题日益严重，其中铬（Cr）的污染尤为突出。
铬在自然界中主要以Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）两种形态存在，而Cr（Ⅵ）因其高毒性和高迁移性成为土壤污染的主要来源之一。
纳米零价铁作为一种新型的环境修复材料，因其高反应活性和低成本在重金属污染治理中受到广泛关注。
本研究旨在探讨纳米零价铁体系对土壤中Cr（Ⅵ）的去除和滤出特性的影响及其转化机理。
二、研究方法本研究采用纳米零价铁与土壤中Cr（Ⅵ）进行反应实验，通过分析反应前后土壤中Cr（Ⅵ）的含量变化，研究纳米零价铁的去除效果。
同时，利用扫描电镜、X射线衍射等手段对反应过程中产生的物质进行表征，以揭示其转化机理。
三、实验结果与分析1. 去除效果分析实验结果显示，纳米零价铁体系对土壤中Cr（Ⅵ）的去除效果显著。
随着反应时间的延长和纳米零价铁用量的增加，土壤中Cr（Ⅵ）的含量逐渐降低。
这一结果表明纳米零价铁能够有效地与土壤中的Cr（Ⅵ）发生反应，并将其转化为低毒性的物质。
2. 滤出特性分析纳米零价铁在反应过程中能够有效地将土壤中的Cr（Ⅵ）滤出。
通过分析滤出液中的Cr含量，发现随着反应的进行，滤出液中的Cr含量逐渐增加。
这一结果表明纳米零价铁体系不仅能够去除土壤中的Cr（Ⅵ），还能够将其从土壤中滤出，从而降低土壤中Cr的总量。
3. 转化机理研究通过扫描电镜和X射线衍射等手段对反应过程中产生的物质进行表征，发现纳米零价铁与Cr（Ⅵ）发生还原反应，生成了低毒性的Cr（Ⅲ）以及铁的氧化物等物质。
这一转化过程主要涉及电子转移和氧化还原反应等化学过程。
通过宏观和光谱研究增强Cr——重要
通过宏观和光谱研究增强Cr（VI）的清除纳米级零价铁柱撑膨润土上的支持的机制研究1.介绍零价铁（ZVI）在过去的几十年已被作为对环境无害的化学还原剂处理各种各样的污染物包括氯化有机物，硝基芳族化合物，放射性核素和重金属广泛研究过。
因为铁的固体表面上能减少污染物，所以ZVI颗粒尺寸越小的装置，比表面积越大，因此会产生更高的反应活性。
因此，纳米零价铁（NZVI）去除污染物在近几年得到了更多的关注。
但是，仍然有一些与NZVI应用相关的技术上的挑战，例如，如何防止其聚集和提高其稳定性和可重用性。
为了解决这些的问题，NZVI固定在机械支撑，如树脂，多孔碳和聚合物，如CMC和PVP已被尝试。
例如，Ponder 等已经表明分别与裸NZVI相比，铬（VI）和Pb（Ⅱ）的去除率用树脂支持NZVI分别提高了5和18倍。
NZVI也被郑等人用气溶胶辅助的过程和随后的还原，和更高效的TCE处理后无NZVI 聚合得到，纳入二氧化硅粒子。
所有这些结果表明，受支持NZVI是一种很有前途的修复污染场地的候选产品，但这些固定方法是复杂的，并为促进NZVI的实际应用，开发更高效的制动系统往往是必要的。
膨润土作为一种低成本的吸附剂，是一种以天然粘土为主的层状蒙脱土，由于其丰富性，化学稳定性和高修复吸附能力，因此对其修复的污染物能力做了调查。
近年来，膨润土已用作NZVI 的支承固定化，使用受支持的膨润土的NZVI提高对Cr（VI）的去除率，而不是裸露的NZVI。
与上述支撑比较，膨润土是优越的，因为它可以很容易地通过的无机或有机阳离子修饰插入到蒙脱石夹层。
因此，它是可行的，根据目标污染物的结构和性能引入不同的功能基团膨润土，制造能使吸附的特定污染物的能力增强的柱膨润土。
根据我们以前的研究上的有柱撑膨润土支持的NZVI，膨润土NZVI反应吸附能力增强有了一个令人惊讶的进步。
例如，NZVI支撑在聚（羟基铝（III））的阳离子柱膨润土（铝弯曲），能增强硝酸盐去除，而受疏水性有机膨润土支持的NZVI 显示有加强对有机污染物的清除能力。
膨润土负载纳米零价铁去除水中铅的研究
膨润土负载纳米零价铁去除水中铅的研究晏长成;陈维芳;潘玲;王琼【期刊名称】《水资源与水工程学报》【年(卷),期】2013(24)6【摘要】将纳米零价铁通过液态还原法负载于膨润土上,目的是为了比较负载对提高纳米零价铁去除重金属铅的能力的影响。
从负载后扫描电镜图像中可以看出,负载后的纳米零价铁分散度更好。
在相同投加量下,负载了纳米零价铁的膨润土对重金属铅的去除能力要远高于膨润土和纳米零价铁。
铅的起始浓度为200 mg/L,膨润土+纳米零价铁的复合材料在0.4 g/L的投加量下,去除率就达到90%以上。
对材料的动力学研究结果则表明:纳米零价铁的反应速度较快,大部分的铅的去除都在1 h以内完成。
将吸附动力学实验结果进行一级和二级动力学反应拟合。
二级拟和的线性相关系数明显高于一级。
说明纳米零价铁和膨润土+纳米零价铁复合材料与铅的反应更符合二级动力学反应假设。
另外,纳米零价铁对铅的去除受到起始浓度的影响较大,而膨润土+纳米零价铁则基本不受起始浓度的影响。
【总页数】5页(P20-24)【关键词】铅;纳米零价铁;膨润土;铅去除率;水处理【作者】晏长成;陈维芳;潘玲;王琼【作者单位】上海理工大学环境与建筑学院【正文语种】中文【中图分类】X52【相关文献】1.膨润土负载纳米零价铁去除废水中Cr(Ⅵ)的动力学特性研究 [J], 宋珍霞;殷齐贺;穆晓斐2.膨润土负载纳米零价铁去除废水中Cd(Ⅱ)的研究 [J], 殷齐贺3.膨润土负载纳米铁去除地下水中六价铬研究 [J], 李晨桦;陈家玮4.膨润土负载木质素分散的纳米零价铁的制备及其在去除铬废水中的应用 [J], 陈广辉;秦鸿娟;王振;滕丕凯5.膨润土负载木质素分散的纳米零价铁的制备及其在去除铬废水中的应用 [J], 陈广辉;秦鸿娟;王振;滕丕凯因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
《纳米零价铁体系对土壤中Cr(Ⅵ)的去除和滤出特性影响及转化机理研究》范文
《纳米零价铁体系对土壤中Cr（Ⅵ）的去除和滤出特性影响及转化机理研究》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，重金属污染已成为当今环境科学领域亟待解决的重要问题之一。
铬（Cr）作为一种常见的重金属污染物，在工业废水和土壤中广泛存在，其毒性主要表现为Cr（Ⅵ）形态的毒性作用。
近年来，纳米零价铁因其高反应活性、大比表面积和良好的环境相容性，被广泛应用于重金属污染土壤的修复。
本研究以纳米零价铁体系为研究对象，探讨其对土壤中Cr（Ⅵ）的去除和滤出特性的影响及转化机理。
二、研究方法本研究采用纳米零价铁作为修复剂，通过实验室模拟实验，探究其对土壤中Cr（Ⅵ）的去除效果、滤出特性的影响以及可能的转化机理。
首先，通过化学合成法制备纳米零价铁，并对其性能进行表征。
然后，将纳米零价铁与含Cr（Ⅵ）的土壤混合，在一定条件下进行反应，观察并记录反应过程中Cr（Ⅵ）的去除效果及滤出特性的变化。
三、结果与讨论1. Cr（Ⅵ）的去除效果实验结果表明，纳米零价铁体系对土壤中Cr（Ⅵ）的去除效果显著。
在一定的反应时间内，纳米零价铁能够有效地将土壤中的Cr（Ⅵ）还原为Cr（Ⅲ），从而实现重金属的固定和去除。
这主要归因于纳米零价铁的高反应活性，能够快速与Cr（Ⅵ）发生还原反应。
2. 滤出特性的影响纳米零价铁的加入对土壤的滤出特性产生了显著影响。
由于纳米零价铁的高比表面积和良好的吸附性能，它能够吸附土壤中的有机物和重金属离子，从而改变土壤的孔隙结构和渗透性。
这有助于提高土壤对污染物的吸附能力和滤出效率。
3. 转化机理研究转化机理方面，纳米零价铁与Cr（Ⅵ）之间的反应主要涉及电子转移和化学吸附过程。
纳米零价铁通过提供电子将Cr（Ⅵ）还原为Cr（Ⅲ），同时自身被氧化为Fe（Ⅱ）或Fe（Ⅲ）。
此外，纳米零价铁还具有较强的物理吸附能力，能够吸附土壤中的有机物和重金属离子。
这些过程共同作用，实现了对土壤中Cr （Ⅵ）的去除和滤出特性的改善。
四、结论本研究表明，纳米零价铁体系对土壤中Cr（Ⅵ）的去除和滤出特性具有显著影响。
《纳米零价铁体系对土壤中Cr(Ⅵ)的去除和滤出特性影响及转化机理研究》
《纳米零价铁体系对土壤中Cr（Ⅵ）的去除和滤出特性影响及转化机理研究》篇一摘要：本文旨在研究纳米零价铁（nZVI）体系对土壤中Cr（Ⅵ）的去除和滤出特性的影响，以及其转化机理。
通过实验数据和理论分析，探讨了nZVI体系对土壤中Cr（Ⅵ）的去除效率、滤出特性的变化以及在反应过程中的转化机制。
本文的研究结果对于理解和利用nZVI体系在环境修复和污染土壤治理方面具有重要的科学和实践意义。
一、引言随着工业化的快速发展，重金属污染已经成为影响环境和人类健康的重要问题。
铬（Cr）作为一种常见的重金属污染物，特别是其六价形态（Cr（Ⅵ）），因其高毒性和高迁移性而备受关注。
土壤作为环境的重要组成部分，常常受到重金属污染的影响。
纳米零价铁（nZVI）因其高反应活性、大比表面积和良好的还原性能，被广泛应用于重金属污染土壤的修复。
因此，研究nZVI 体系对土壤中Cr（Ⅵ）的去除和滤出特性的影响及其转化机理具有重要意义。
二、实验方法本研究采用实验室模拟方法，将nZVI体系应用于含Cr（Ⅵ）的土壤中，通过化学分析和表征手段，观察nZVI对Cr（Ⅵ）的去除效果，并对其滤出特性进行评估。
同时，通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和能谱分析（EDS）等手段，对反应过程中的物质形态变化和转化机理进行探究。
三、实验结果1. 去除效果：实验结果表明，nZVI体系能够有效去除土壤中的Cr（Ⅵ），去除率随nZVI投加量的增加而提高。
2. 滤出特性：nZVI体系处理后的土壤中，Cr（Ⅵ）的滤出浓度明显降低，表明nZVI体系能够有效地固定土壤中的Cr（Ⅵ），减少其向地下水等环境的迁移。
3. 转化机理：XRD、SEM和EDS分析显示，nZVI与Cr（Ⅵ）反应后，生成了Cr（Ⅲ）为主的物质形态，表明nZVI通过还原作用将Cr（Ⅵ）转化为低毒性的Cr（Ⅲ）。
同时，nZVI表面形成的铁氧化物也有助于固定 Cr 离子，进一步减少了其滤出。
羟基铝柱撑膨润土负载纳米零价铁去除Pb(Ⅱ)
羟基铝柱撑膨润土负载纳米零价铁去除Pb(Ⅱ)陈亚;李益民;曹玉廷【期刊名称】《高校化学工程学报》【年(卷),期】2016(030)001【摘要】以具有良好吸附性能的羟基铝柱撑膨润土(Al-pillared bentonite,Al-PILC)为载体,通过NaBH4还原FeSO4·7H2O制得羟基铝柱撑膨润土负载纳米零价铁(NZVI/Al-PILC).用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对NZVI/Al-PILC和纳米零价铁(Nanoscale zero-valent iron,NZVI)进行了表征.将NZVI/Al-PILC和NZVI分别用于合成废水中Pb(Ⅱ)的去除,考察了NZVI/Al-PILC和NZVI 与Pb(Ⅱ)反应过程中介质pH、初始Pb(Ⅱ)浓度对其去除率的影响.结果表明:在相同实验条件下,NZVI/Al-PILC对Pb(Ⅱ)的去除率为91.8％,明显优于铁量相同的NZVI对Pb(Ⅱ)的去除率(56.2％),也远高于含铁量相同的NZVI和含土量相同的Al-PILC对Pb(Ⅱ)去除率的加和(70.6％),体现了吸附作用与还原反应之间良好的协同效应.NZVI/Al-PILC和NZVI对Pb(Ⅱ)的反应均符合Langmuir-Hinshelwood 动力学方程,且反应速率与NZV/Al-PILC和NZVI对Pb(Ⅱ)的吸附性能呈正相关.NZVI/Al-PILC呈现出比NZVI更加优异的重复使用性.【总页数】6页(P195-200)【作者】陈亚;李益民;曹玉廷【作者单位】宁波大学材料科学与化学工程学院,浙江宁波 315211;绍兴文理学院化学化工学院,浙江绍兴 312000;绍兴文理学院化学化工学院,浙江绍兴 312000;宁波大学材料科学与化学工程学院,浙江宁波 315211【正文语种】中文【中图分类】O647.3【相关文献】1.羟基铁柱撑膨润土吸附剂去除水中甲基橙的研究 [J], 王硕;姚淑华2.膨润土负载硫化纳米零价铁去除对硝基苯酚的研究 [J], 王亚浩;邵欠欠;张练;黄莎莎;许春华3.膨润土负载木质素分散的纳米零价铁的制备及其在去除铬废水中的应用 [J], 陈广辉;秦鸿娟;王振;滕丕凯4.膨润土负载木质素分散的纳米零价铁的制备及其在去除铬废水中的应用 [J], 陈广辉;秦鸿娟;王振;滕丕凯5.膨润土负载纳米零价铁去除水中铅的研究 [J], 晏长成;陈维芳;潘玲;王琼因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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应用宏观和XAFS研究纳米铁柱撑膨润土对去除Cr(W )的强化作用机理摘要：铝柱撑膨润土负载纳米铁增强了纳米铁( NZVI )的反应活性，抑制聚合现象。
本文通过序批实验和XAFS法研究铝土负载纳米铁对Cr( W )的吸附性能和作用机理。
批序实验结果表明，Cr(屮)在120min后几乎被NZVI/AI-bent 完全吸附。
其吸附率不仅高于NZVI (63%),且高于NZVI的还原和Al-bent的吸附效率之和( 12.4% )。
此外，NZVI/AI-bent 还显示了良好的稳定性和重复使用性，Al-bent减少了铁离子释放到溶液中的数量。
XANES结果证明当微量Cr( W )吸附于腐蚀产物上，NZVI只能将Cr( W)部分还原成Cr(川),NZVI/Al-bent可以将Cr( W )完全还原成Cr(川)。
XAFS法确定的经Cr( W)处理后的NZVI/AI-bent结构显示了Cr- Al/Si的键合形成，这表明一些不溶于水的Cr(川)可能转移到Al-bent ,因此铁表面的沉淀物大大减少。
以上结果均表明Al-bent对增强NZVI的反应活性和稳定性具有重要作用,并对应用于环境整治的纳米铁支撑物的设计与制备做了进一步的阐述。
关键词：柱撑膨润土；纳米铁；去除；六价铬；XAFS零价铁(ZVI )在过去的几十年已被作为对环境无害的化学还原剂处理各种各样的污染物包括氯化有机物，硝基芳族化合物，放射性核素和重金属广泛研究过。
因为铁的固体表面上能减少污染物，所以ZVI颗粒尺寸越小的装置，比表面积越大，因此会产生更高的反应活性。
因此，纳米零价铁(NZVI )去除污染物在近几年得到了更多的关注。
但是，仍然有一些与NZVI应用相关的技术上的挑战，例如，如何防止其聚集和提高其稳定性和可重用性。
为了解决这些的问题，NZVI固定在机械支撑，如树脂，多孔碳和聚合物，如CMC和PVP。
Ponder等已经表明与NZVI相比，用树脂支持的NZVI对Cr (VI )和P b (n )的去除率分别提高了5和18倍。
NZVI也被郑等人用气溶胶辅助的过程和随后的还原, 和更高效的TCE处理后无NZVI聚合得到，纳入二氧化硅粒子。
所有这些结果表明，受支持的NZVI是一种前景良好的修复污染场地的候选产品，但这些固定方法很复杂，所以开发更高效的制动系统，为促进NZVI的实际应用是十分必要的。
膨润土作为一种低成本的吸附剂，是一种以天然粘土为主的层状蒙脱土，由于其丰富性, 化学稳定性和高修复吸附能力，因此对其修复的污染物能力做了调查。
近年来，膨润土已用作NZVI的支承固定化，使用受支持的膨润土的NZVI提高对Cr (VI )的去除率，而不是裸露的NZVI。
与上述支撑比较，膨润土更优越，因为它较易通过无机或有机阳离子修饰插入到蒙脱石夹层。
因此，它是可行的，根据目标污染物的结构和性能引入不同的功能基团膨润土，制造能使吸附的特定污染物的能力增强的柱膨润根据我们以前的研究上的有柱撑土。
膨润土支持的NZVI，膨润土NZVI反应吸附能力增强有了一个令人惊讶的进步。
例如，NZVI 支撑在聚（羟基铝（III ））的阳离子柱膨润土（Al-bent），能增强硝酸盐去除，而受疏水性有机膨润土支持的NZVI显示有加强对有机污染物的清除能力。
尽管在通过使用受支持的纳米铁柱撑膨润土能增强清除各种污染物的能力有令人瞩目的成果, 但是由于这种新的受支持的纳米铁系统的复杂性，因此对提高机制的理解仍然是不够充分。
在这里，通过批量实验和观察光谱技术，即采用X射线吸收精细结构（XAFS ）来探测NZVI/Al-bent去除Cr （VI）的增强性作用机制。
本实验的假定：（1）固定化可能使NZVI 不易发生聚集，而提高其反应性，（2）作为增强吸附剂的柱撑膨润土（Al-bent）的含Cr （VI ）的污染物主要集中在反应点，从而促进反应的驱动力；（3）一些不溶性的Cr （m）的反应过程中产生的沉淀物可能被转移到的Al-bent表面，因此，NZVI/Al-bent体系的重复使用性明显增强。
2、材料与方法2.1、试剂与仪器原始膨润土（Na-bent）主要由中国内蒙古购买的Na+-蒙脱土组成。
由醋酸铵法测定其阳离子交换量为115 cmol/kg。
工业铁和其他化学品分析纯均购自上海化学试剂有限公司。
铁粉馏分通过直径为0.15mm筛子后再使用。
Al-bent, NZVI , NZVI/Al-bent的具体制备和表征方法在上文中已介绍过。
ZVI , NZVI , NZVI/Al-bent , NZVI/Na-bent的BET比表面积分别为0.350 m2/g , 33.5 m2/g , 29.8 m2/g , 47.4 m2/g。
NZVI, NZVI/Al-bent 和NZVI/Na-bent 样品的铁含量分别为53.6 %, 23.9%和18.9%。
Cr（ W ）由重铬酸钾溶于去离子水所得。
加入0.1 mol/L HCl或0.1 mol/L NaOH调节溶液pH并用pH计（P HS-3C,中国）测量pH值。
22、等温吸附曲线在不同浓度的25ml Cr（ W ）溶液中，分别加入0.1 g Na-bent和Al-bent，在25 ± 0.1 C恒温振荡箱中水浴振荡120m in,做等温吸附平衡实验。
待吸附平衡后，将悬浮液进行离心分离，并通过0.22 um膜过滤，再用二苯碳酰二肼可见分光光度法，以波长为540nm，紫外可见分光光度计（722,上海光谱）测Cr（ W ）的浓度。
根据以下方程计算吸附量:Q e = [(C0- C e)X V]/m其中，C o 是溶液初始浓度(mg • 1), C e 是吸附平衡后的浓度(mg • 1 ), V 是液相体积(ml), m 是吸附剂的质量(g)。
2.3、Cr( W )的去除的批序实验称取四份铁离子为 0.500g/l 的纳米铁吸附剂，分别为工业铁 (0.050g), NZVI(0.0932g),NZVI/Na-bent(0.265g) 和 NZVI/AI-bent (0.209g)于 100ml 锥形瓶中，在 T=25 ± 0.1 C, pH=5.6 , C 0 =50mg/l (除另有说明)，振荡频率为150 r min -1的实验条件下进行去除实验。
在前处理中，需单独处理 Al-bent ，其用量(0.159g)与NZVI/AI-bent 中所用的相同。
Cr(W )溶液先在N 2气流中脱氧10分钟，然后再添加铁样品，反应过程中要塞住塞子以保持密封。
每隔一段时间，取出1ml 溶液通过0.22 ym 膜过滤并测量上层清液的 Cr( W )的浓度，记作 G (mg/L)。
做三次平行实验取，并根据以下方程计算去除率:去除率(%)= (C 0- Ct)/C0 X 100%铁样的稳定性和重复使用性评价是按以下重复实验来研究的: 与NZVI ( 0.0932g )或 NZVI/ Al-bent (0.209g )混合。
反应 120min 后，从瓶中取出 2ml 溶液用来测量Cr(W )浓度，再另外加入 2ml 适当浓度的Cr( W )溶液，以确保其浓度和 pH 与初始值保持一致，该过程循环四次。
2.4、XAFS 的测量和分析Cr 的K 边XAFS 谱在5989 eV 的参考值，反应样品用上海同步辐射光束线 14W1 (SSRF , 中国)采集。
电子束能量是 3.5 GeV ，平均存储电流是 300mA 。
金属Cr 箔用于校准能量到 5989 eV 。
使用一种多元件像素的高纯度锗固态检测器，在荧光模式下收集所有光谱值。
扫描三次并取平均以改善性噪比。
通过Athena 和Artemis 接口到IFFEFIT 软件分析EXAFS 和XANES 数据。
首先，将平均光谱吸收值关于E0进行归一化。
E0是初始光谱的二次导数。
然后，统一总原子的横断吸收。
用低次多项式函数拟合边前和边后几百 数据从E 空间转化到k 空间，为了补偿信号在高k 部分的衰减，数据要进行k3的加权，然后利用Kaiser - BesseI 窗口函数，在k 为2.0 - 11.0 ? A- 1的范围内进行傅里叶转换，得到 径向结构函数(RSFs )。
在R-空间傅立叶变换 K3-加权光谱的光谱进行最后的修饰。
Cr - O , Cr - Cr/Fe , Cr - Al/Si 的单散射途径的理论 EXAFS 振幅和相函数是通过 FEFF 7.0产生。
相应参数如原子距离(R ),配位数(N ),德拜瓦勒因子((T 2 )最先通过合理假设建立，并适用于R 空间。
拟合优度参数也用来进行计算和比较。
个别参数的误差分别为 R是± 0.02?A 和 N 是± 20%。
3.结果和讨论50 mg/l Cr(屮)溶液 100ml eV 的数据。
接着,3.1、宏观批量实验3.1.1、不同纳米铁对Cr( W )去除的影响测定四种不同的铁(普通工业铁，NZVI，NZVI/Al-bent，NZVI/Na-bent )和铝膨润土(Al-bent )对Cr( W)的吸附性能，结果如图1所示。
从图中看出，在完全相同的实验条件下,120min后，普通工业铁和NZVI对Cr( W)的去除率分别是10.6%和63.0%。
其去除率的显著增加可能与铁的颗粒大小有关，NZVI (? 100nm)的颗粒远小于普通工业铁(？ 150 ^m)。
铁粒子尺寸越小，则比表面积越大，可以提供更多的活性位点，具有更高的反应活性。
另外, 铝膨润土( Al-bent )对Cr( W )的去除率仅为12.4 %。
再者，反应120min后，NZVI/Al-bent对Cr( W )的去除率接近100%，其吸附率不仅高于NZVI，且高于NZVI的还原和Al-bent的吸附效率之和。
这一结果表明，铝膨润土和纳米铁具有协同作用，铝膨润土柱撑纳米铁对Cr( W)的吸附具有强化作用。
纳米铁吸附Cr( W )是一种表面介导反应。
因此，吸附Cr( W )反应过程Cr( W)的富集中,是重要的一步。
NZVI/AI-bent 对Cr( W)的去除率高于NZVI/Na-bent( ? 70% , 120min 后),可能由于两种膨润土对Cr( W )的表面吸附不同。
图2显示Na-bent和Al-bent 对Cr( W )的吸附等温曲线。
等温曲线图表明Al-bent比Na-bent具有更高的吸附容量，这可以用静电作用解释。
据报道，Na-bent主要由表面带负电荷的蒙脱石组成。
由于静电排斥, Na-bent不利于吸附阴离子铬酸盐(CrO42-和HCrO4-)。
该实验中，在Na-bent中插入含有高电荷阳离子的聚羟基Al (III),得到Al-be nt。