零价金属对氯代有机物还原脱氯的研究进展
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零价铁柱还原三氯乙烯及零价铁表面特性研究高艳娇;刘瑞;赵丽红;肖静;张鑫【摘要】采用零价铁(ZVI)还原地下水中的三氯乙烯(TCE)污染,研究了铁柱长期运行期间pH值及TCE去除率的变化,并对铁粉表面覆盖物进行了SEM,EDS及Roman光谱分析.实验结果表明:随着运行时间的持续增加,处理水pH值不断升高;在运行末期出水的TCE浓度最小值为0.35 mg/L,TCE去除率最大值为93%;铁粉表面有少量沉淀覆盖,沉淀物为铁的氧化物及碳酸钙,尚未对ZVI与TCE的反应产生抑制作用.%ZVI was used to reduce TCE pollution in groundwater.The change of pH value and the removal rate of TCE of iron column during long-term operation were studied, and the coatings on the surface of iron powder were investigated by SEM, EDS and Roman spectrum.The experimental results showed that with the extension of running time, the pH of effluents increased, in the late running the minimum TCE concentration was 0.35 mg/L, TCE removal rate was as high as 93% and a small amount of precipitations formed on iron powder surface.These precipitations were iron oxides and calcium carbonate which had not inhibited the reaction between ZVI and TCE.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(016)030【总页数】5页(P153-156,164)【关键词】零价铁;三氯乙烯;碳酸钙;铁氧化物【作者】高艳娇;刘瑞;赵丽红;肖静;张鑫【作者单位】辽宁工业大学土木建筑工程学院,锦州 121001;辽宁工业大学土木建筑工程学院,锦州 121001;辽宁工业大学土木建筑工程学院,锦州 121001;辽宁工业大学土木建筑工程学院,锦州 121001;辽宁工业大学土木建筑工程学院,锦州121001【正文语种】中文【中图分类】X703.1目前由于垃圾渗滤液和工业废渣淋滤液向地下的渗透,石油烃类的泄露及废水向地下的无序排放,使得地下水的污染呈上升趋势。
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。
化学试剂,2007,29(2),75~77;104镍基催化剂加氢还原氯代硝基苯时脱氯机制的研究孙昱*,李斌栋,吕春绪,户安军(南京理工大学化工学院,江苏南京 210094)摘要:N-i B/SiO 2非晶态合金对一系列氯代芳烃硝基化合物进行加氢,脱氯顺序依次为:2-氯-5-硝基甲苯>邻氯硝基苯>间氯硝基苯=对氯硝基苯>2,5-二氯硝基苯。
将N-i B/SiO 2非晶态合金和Raney Ni 催化加氢邻氯硝基苯进行了对比,发现在 NO 2转化成 NH 2的反应终了之前,用非晶态镍催化剂的脱氯速度小于用Raney Ni 催化剂的脱氯速度,但加氢反应终了之后,在非晶态镍催化剂上的脱氯速度大于Raney Ni 催化剂上的脱氯速度。
镍基催化剂的软硬度是催化剂选择性好坏的主要原因,镍基催化剂软度大有利于催化剂选择性的提高。
关键词:氯代硝基苯;氯代苯胺;催化加氢;镍基催化剂软度中图分类号:O643.3 文献标识码:A 文章编号:0258-3283(2007)02-0075-03收稿日期:2006-09-06作者简介:孙昱(1975-),男,湖南桃江人,博士生,主要从事催化加氢研究。
氯代苯胺是一种重要的精细化工中间体,广泛应用于生产农药、染料、医药等精细化学品[1],一般由氯代硝基苯还原制得。
催化加氢法具有产品质量好、产生三废少、后处理简单等优点备受青睐。
氯代硝基苯在催化加氢过程中往往容易脱氯,因此解决加氢脱氯问题是催化剂设计的关键。
镍由于其价格优势,人们对其研究较多,其中镍基非晶态合金由于其独特的结构而具有优良的催化性能,更是研究的热点[2-5],但是对于镍基催化剂与脱氯关系的研究较为少见。
本文以自制的N-i B/SiO 2非晶态合金和普通的Raney Ni 为催化剂,对一系列氯代硝基苯化合物的加氢进行了考察,拟找出镍基催化剂催化加氢氯代硝基苯时的脱氯机制。
1 实验部分1 1 主要仪器与试剂JA 1100型电感耦合等离子直读光谱仪(ICP,美国Jarrel-l Ash 公司);D8转靶X 射线衍射仪(XRD,德国B ruker 公司);JE M -2100型透射电镜(TE M,日本电子公司);JE M 2000EX 型选区电子衍射(SAED,美国JE OL 公司);福立GC 9790型气相色谱仪(SE 30m 0 53mm 1 m,FID 检测器,载气为N 2,柱温80 ,峰面积归一法确定含量)。
收稿日期:2010-02-09;修回日期:2010-02-25!!!!!!"!"!!!!!!"!"安全与环保三氯乙烯生产废水中氯代烃的脱除邹有良1凌险峰2沈卓贤1周兴1(1.杭州浙大易泰环境科技有限公司,杭州310013;2.浙江巨化股份有限公司,浙江衢州324004)摘要以三氯乙烯生产工业废水为处理对象,采用0价铁催化还原、混凝沉淀法,对氯代烃进行脱除处理,探讨了脱氯处理效果及其反应机理。
结果表明,三氯乙烯的脱氯效率大于99%,其他氯代烃脱氯效率大于90%。
催化还原反应在常温、常压下进行,反应条件温和,对三氯乙烯生产废水中的氯代烃具有很好的脱除效果。
关键词三氯乙烯;氯代烃;脱氯;催化还原中图分类号X783文献标识码ADOI 10.3969/j.issn.1006-6829.2010.02.012三氯乙烯(C 2HCl 3),是重要的化工原料和有机溶剂,广泛用于制冷剂(R134a ,即1,1,1,2-四氟乙烷)、农药、橡胶工业、脱脂和洗涤织物的制造等。
三氯乙烯生产中,要产生大量的废水,其中主要污染物为三氯乙烯、四氯乙烷等氯代烃类。
大多氯代烃类化学性质相对稳定,具有较高的辛醇-水分配系数,容易在生物体、土壤和沉积物的有机质中累积,其上氯原子对微生物具有毒性,所以在自然界中降解缓慢,环境危害周期长,如多氯联苯半衰期为长达近百年;许多氯代烃被认为具有“致癌、致畸形、致突变”效应;氯代烃在对人类重要食物链中,特别是在水生生物中可发生生物蓄积[1]。
因此在前苏联和一些西方国家,禁止含此类污染物的废水直接排放或送入生物处理系统中。
三氯乙烯生产工业废水的治理,可以参照氯代有机物废水的治理方法,传统处理方法有物理法(气提法、吸附法、萃取法等)、化学法和生物法等[2-3]。
物理法适合于废水中高含量有机氯化合物的回收,但一般难以达到废水的排放要求;活性炭吸附法虽然可以将废水中的有机氯化物降至较低含量,但是处理成本较高[4]。
氧化锌表面的Fe(Ⅱ)对三氯乙烯的还原脱氯研究 顾晓清;马小东;孙红文 【期刊名称】《生态环境学报》 【年(卷),期】2007(016)004 【摘 要】通过批量实验研究了在氧化锌-Fe(Ⅱ)混合体系中,束缚在氧化锌表面的Fe(Ⅱ)对三氯乙烯的还原脱氯作用.结果表明,这种束缚在氧化锌表面的Fe(Ⅱ)对三氯乙烯有一定的还原脱氯作用,且脱氯反应符合准一级反应动力学方程.与均质溶液中的Fe(Ⅱ)相比,束缚在氧化锌表面的Fe(Ⅱ)对三氯乙烯有更强的还原脱氯作用.实验还发现三氯乙烯在氧化锌-Fe(Ⅱ)混合体系中的还原脱氯速率受pH值和Fe(Ⅱ)浓度的影响.Fe(Ⅱ)浓度为1 mmol·L-1,在pH值5.0~9.0范围内,还原脱氯反应速率常数kobs及三氯乙烯去除率随着pH值的升高而增大.维持pH值7.0不变,在Fe(Ⅱ)浓度1~4 mmol·L-1范围内,kobs及三氯乙烯去除率随Fe(Ⅱ)浓度的增大而增大,但是Fe(Ⅱ)浓度进一步升高,kobs及三氯乙烯去除率反而降低.当Fe(Ⅱ)初始浓度为4 mmol·L-1、pH=7.0时,三氯乙烯在氧化锌-Fe(Ⅱ)混合体系中的kobs及三氯乙烯去除率均达到最大值,分别为0.260 h-1、71.7%.
【总页数】4页(P1180-1183) 【作 者】顾晓清;马小东;孙红文 【作者单位】南开大学环境科学与工程学院,天津,300071;南开大学环境科学与工程学院,天津,300071;南开大学环境科学与工程学院,天津,300071
【正文语种】中 文 【中图分类】X13 【相关文献】 1.Fe/Zn双金属对地下水中PCBs的还原脱氯研究 [J], 刘园园;张兰英;邱明英;任何军;杜军 2.氯代烷烃在Fe/Cu二相金属体系中的催化还原脱氯研究 [J], 吴德礼;马鲁铭 3.纳米Ni/Fe合金对水中三氯乙烯(TCE)的催化还原脱氯 [J], 张卫华;张春华;陈保国 4.零价铁柱还原三氯乙烯及零价铁表面特性研究 [J], 高艳娇;刘瑞;赵丽红;肖静;张鑫 5.三氯乙烯在环境介质表面的吸附特性研究进展 [J], 席建红
氯酚(chlorophenol )类污染物毒性大,具有“三致”(致癌、致畸、致突变)效应和遗传毒性,且具有良好的化学稳定性和热稳定性,不易被分解或生物降解。
即使在ppb 级浓度也能引起水体异味,人体长期摄入被氯酚污染的水会引起头昏、贫血等症状,甚至会造成中枢神经系统、肝等的损害,但毒性机理至今仍未完全掌握。
美国环境保护局在1977年颁布的“清洁水法”修正案中明确规定了65类129种优先控制污染物,其中约70种为氯代酚类有机物。
我国1991年调查表明,在给水源被污染的前提下,长期饮用加氯消毒水的人群,死于消化系统和泌尿系统癌症的危险大大增加[1]。
欧洲议会在2001年通过的欧洲决议,将氯酚类化合物列为优先控制有毒污染物。
根据欧洲共同体规定,饮用水中酚类化合物的浓度不得超过10μg ·L -1。
饮用水加氯消毒技术起源于1908年,至今已有近百年的历史。
但随着水体中可溶性有机化合物含量的增加,氯化消毒在某些有机污染物存在的条件下很有可能产生氯代酚及其衍生物[2]。
因此,饮用水氯化消毒处理过程是氯酚类污染物的一个重要来源,此过程中产生的氯酚类有机物属于氯化消毒副产物。
氯酚由于其本身芳环结构和氯代原子的存在而具有很强的毒性和抗降解能力。
在饮用水处理中,用常规工艺和生物处理难以完全去除。
在单氯酚中,尤以对氯苯酚(p -chlorophenol )更难于降解[3]。
这就亟需在传统饮用水处理工艺的基础上开发一些新的处理技术,从而更有效地去除饮用水中的对氯苯酚。
1常规处理工艺如何减轻饮用水中氯酚类消毒副产物对氯苯酚的污染日益受到人们重视。
氯酚类消毒副产物对氯苯酚通常通过传统技术去除,比如活性炭吸附、生物降解等[4]。
1.1吸附作用吸附作用被认为是饮用水中去除低浓度有机污染物的最有效技术。
由于比表面积大、吸附力强和多微孔结构,活性炭吸附是有毒有机物去除的最有效方法。
吸附动力学包括3个连续不断的步骤:被吸附物从本体溶液通过液体边界层扩散运输到吸附剂的外表面;被吸附物从外表面扩散进入吸附剂的气孔;被吸附物在气孔内表面活性部分的吸附作用。
零价铁处理污水的最新研究进展零价铁处理污水的最新研究进展引言水是生命之源,但随着工业化和城市化进程的加速发展,水资源的污染问题越来越严重。
污水处理技术是解决水污染问题的重要手段之一。
近年来,零价铁作为一种有效的污水处理材料,备受世界各国科研机构的关注。
本文旨在介绍零价铁处理污水的最新研究进展,探讨其在污水处理领域的应用前景。
一、零价铁处理污水的原理1. 零价铁的化学性质零价铁是一种具有较高还原性的物质,能够与污水中含有的污染物进行还原反应。
其主要的还原反应有铁的电子转移、铁和污染物的络合、铁和污染物的还原等。
2. 零价铁处理污水的机制零价铁处理污水的机制主要包括:污染物的吸附和催化还原两个方面。
零价铁作为活性介质,能够对污染物进行吸附,从而去除污染物。
同时,零价铁还能够与污染物发生还原反应,将有机物降解为低分子量的无机物。
二、零价铁处理污水的应用1. 零价铁在重金属污染物的去除中的应用重金属污染是一种普遍存在于工业废水中的问题。
零价铁通过与重金属离子发生络合反应,将其转化为不溶于水的复合物,从而去除重金属污染物。
2. 零价铁在有机物降解方面的应用有机物对水环境的污染是一种常见的污染形式,也是难以处理的污染问题之一。
零价铁通过发生还原反应,将有机物降解为无害的物质,从而实现有机物的去除。
3. 零价铁在氮、磷去除中的应用氮、磷是污水中容易引起富营养化的元素,也是水体环境中常见的污染物。
零价铁通过与氮、磷形成络合物,从而实现氮、磷的去除。
三、零价铁处理污水的优势与不足1. 优势(1)零价铁作为一种廉价易得的材料,具有成本低、使用方便等优点。
(2)零价铁能够有效去除多种类型的污染物,对多种污染物都具有一定的去除效果。
2. 不足(1)零价铁对不同类型污染物的去除效果有所差异。
(2)使用过程中,零价铁容易受到氧化、结垢等问题的影响,从而降低了其处理效果。
四、未来发展趋势1. 提高零价铁的稳定性和抗氧化能力是未来的发展方向。
氯代有机物的降解研究韩晓东【摘要】对含氯类有机物的降解进行研究,提出,氯代烷烃的降解主要采用双金属体系法;氯代芳香烃的降解多采用光催化氧化法;对于氯代酚类则采用催化臭氧氧化法、超声波降解法等.【期刊名称】《地下水》【年(卷),期】2011(033)006【总页数】3页(P168-170)【关键词】氯代有机物;脱氯;降解【作者】韩晓东【作者单位】河北省保定水文水资源勘测局,河北保定071000【正文语种】中文【中图分类】X7氯代有机物是一类重要的难降解性有机化合物,具有极大的危害性,几乎所有的氯代有机物都有毒性,其中许多化合物被认为具有“致癌、致畸、致突变”效应。
同时,由于很多氯代有机物具有高挥发性和类脂物可溶性,易被皮肤、粘膜等吸收而对人体造成严重损害。
氯代有机物通过挥发、容器泄漏、废水排放等途径进入环境,严重污染了大气、土壤、地下水和地表水。
此外,现在广泛采用的以氯为饮用水消毒剂的方法,也会产生有毒的氯代有机物,我国的部分城市饮用水中已监测到氯代有机物的存在。
因而,当今除去环境中的有机污染物,尤其是水中的氯代物成为当今环境问题的主要任务。
近年来关于有机氯化物的脱氯降解研究,已经取得了不少的进展。
其中某些方法在特定来源、特定种类的氯代有机物的处理中发挥作用。
为此,对有机氯化物的降解处理技术及工艺日益广泛的关注和研究。
针对各种不同种类的氯化物其降解方式也各不同,本文主要介绍氯代有机物的降解方法,分析降解方法的优缺点,对于氯代有机物的降解提出更有前景的技术。
1 各种氯代有机物的降解方法1.1 氯代烷烃的降解氯代烃是非常重要的化工原料,它起着从烃类转变为其他有机化合物的桥梁作用,被广泛应用于工业生产中。
由于生产工艺和处理排放不合理等各方面原因,氯代烃通过挥发、泄露等途径进入水体、空气和土壤等周边环境,成为地下水中检出率最高的有机污染物[1-3]。
对于氯代烷烃的降解可以用纳米铁还原脱氯,工艺简单,速率快,降解彻底。
脱氯有机合成脱氯是一种有机合成中常见的反应,其目的是去除有机化合物中的氯原子。
脱氯反应可以通过多种方法实现,包括还原脱氯、氢化脱氯、脱氯酮化、脱氯醛化等。
本文将重点介绍还原脱氯和氢化脱氯的原理和应用。
还原脱氯是一种常用的脱氯反应方法,在该反应中,有机化合物中的氯原子被还原成相应的氢原子。
常见的还原剂包括金属钠、金属铝、氢气等。
以苯合成为例,还原脱氯反应的化学方程式如下:C6H5Cl + 2Na → C6H6 + 2NaCl在反应中,金属钠与氯代烃反应生成相应的芳香烃,并释放出氯化钠。
该反应常在惰性溶剂如乙醚中进行,保证反应的顺利进行。
氢化脱氯是另一种常见的脱氯反应方法,其原理是利用氢气和催化剂将有机化合物中的氯原子还原成相应的氢原子,并同时使有机分子中的双键饱和。
以氯苯为例,氢化脱氯反应的化学方程式如下:C6H5Cl + H2 → C6H6 + HCl在反应中,氯苯与氢气在适当的温度和压力下经由催化剂的作用发生反应,生成苯并释放出HCl。
脱氯反应在有机合成中有着广泛的应用。
其中,还原脱氯反应可用于将氯代烃转化为芳香烃。
这种转化不仅可以生成芳香烃的中间体,还可以直接合成具有芳香性质的目标分子,如苯。
氢化脱氯反应则常用于合成酚类和脂肪族化合物。
除了上述方法外,脱氯反应还可以通过脱氯酮化和脱氯醛化等方法实现。
脱氯酮化反应是通过酮类化合物与氯化亚铜反应,去除酮中的氯原子,生成对应的亚铜醇络合物。
脱氯醛化反应则是利用有机锌试剂、有机铝试剂等将醛类中的氯原子置换为相应的金属,生成金属醇络合物。
总结起来,脱氯是有机合成中常用的反应之一,通过还原脱氯和氢化脱氯可以有效地将有机化合物中的氯原子去除。
这些反应在芳香烃的合成以及其他有机化合物的合成中发挥重要作用。
在实际应用中,根据所需合成物和反应条件的不同,可以选择适当的脱氯方法来实现目标。
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2017年第36卷第6期·2208·化 工 进展纳米零价铁的制备及应用研究进展谢青青,姚楠(浙江工业大学化学工程学院,工业催化研究所,绿色化学合成技术国家重点实验室培育基地,浙江 杭州 310032)摘要:纳米零价铁催化材料具有价格低廉、比表面积大、还原性强、吸附性和反应活性优异等优点,可通过不同机制降解各类环境污染物(如重金属、无机阴离子、放射性元素、卤代有机化合物、硝基芳香化合物、环境内分泌干扰物等),被视为一种有着广阔应用前景的新材料,是目前国内外研究的热点。
本文详细介绍了纳米零价铁的典型制备方法(如物理法、化学液相还原法、热分解法、碳热法、多元醇法等)和新型绿色合成技术,同时总结了纳米零价铁在环境污染物处理和催化方面的最新应用进展,阐述了纳米零价铁在各类反应中的作用机理和效能,并提出了纳米零价铁催化材料在实际应用中尚需解决的团聚和氧化等问题,未来的研究目标应着重于改进或开发新制备方法以降低成本和拓宽纳米零价铁催化材料的应用范围。
关键词:纳米零价铁;制备;还原;催化中图分类号:TB39 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2017)06–2208–07 DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2017.06.034Progress of preparation and application of nanoscale zero-valent ironXIE Qingqing ,YAO Nan(College of Chemical Engineering ,Institute of Industrial Catalysis ,State Key Laboratory Breeding Base of Green Chemistry Synthesis Technology ,Zhejiang University of Technology ,Hangzhou 310032,Zhejiang ,China )Abstract :Nanoscale zero-valent iron catalytic materials have advantages of low cost ,high reactionactivity ,high specific surface area and excellent adsorption properties. The excellent performances of these materials in various environmental pollutants (e.g. heavy metals ,inorganic anions ,radioactive elements ,halogenated organic compounds ,nitroaromatic compounds and endocrine-disrupting chemicals )remediation through different degradation mechanisms have made them be regarded as a new type of material that having broad application prospect. In this review ,the typical preparation methods ,including physical method ,chemical liquid phase reduction method ,thermal decomposition method ,carbothermal synthesis and polyol process ,and novel green synthesis technology ,of nanoscale zero-valent iron are introduced in detail. Moreover ,the applications as well as the reaction mechanism and efficiency of nanoscale zero-valent iron in environmental pollution treatment and catalysis are summarized. In addition ,some unresolved scientific problems including the oxidation and the agglomeration of nanoscale zero-valent iron are mentioned. It also suggests that the future research should be focused on the improvement or development of new synthetic method to reduce the cost and to extend the application field of the nanoscale zero-valent iron materials. Key words :nanoscale zero-valent iron ;preparation ;reduction ;catalysis米零价铁的制备及其应用。