反应气氛对绿色合成纳米铁的组分及其活性的影响

作     者：林洁文 黄兰兰 翁秀兰 陈祖亮 LIN Jiewen;HUANG Lanlan;WENG Xiulan;CHEN Zuliang

作者机构：福建师范大学化学与化工学院福州350007 福建师范大学环境科学与工程学院福州350007 

出 版 物：《环境科学学报》 (Acta Scientiae Circumstantiae)

年 卷 期：2015年第35卷第6期

页      面：1817-1823页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0713[理学-生态学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：福建师范大学"闽江学者"人才建设项目(No.200604) 国家自然科学基金(No.41401585) 

主　　题：反应气氛 绿色合成 纳米铁 XPS 亚甲基蓝 

摘      要：成本低廉和无二次污染的绿色合成纳米材料是发展原位纳米环境修复技术的前沿研究课题之一.本文以绿茶提取液为还原剂和稳定剂进行绿色合成纳米铁,探讨在不同的气氛下绿色合成的纳米铁颗粒的主要成分,以期为调控合成纳米铁系材料提供基础研究.首先,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线光电子能谱分析(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等表征手段对不同反应气氛下合成的纳米铁颗粒的表面微观形貌、尺寸和价态结构进行分析.结果发现,在通入N2情况下,合成的纳米铁颗粒粒径为(84.7±11.5)nm,其主要成分以纳米零价铁为主;在通入空气情况下,合成的纳米铁粒径为(117.8±26.2)nm,其主要成分是纳米零价铁、氧化铁和四氧化三铁的混合物;通入O2时,合成的纳米铁粒径为(141.2±26.3)nm,其主要成分以四氧化三铁为主.其次,评价在不同气氛条件下合成纳米铁颗粒对去除亚甲基蓝(MB)的反应活性.结果表明,在反应温度313 K下降解初始浓度为50 mg·L-1的MB溶液,反应5 min时已达到平衡,通入N2合成的纳米铁降解MB,去除率高达98.7%,而通入O2合成的纳米铁反应效率低,对MB的去除率仅为65.3%.最后,从以上发现提出不同气氛下可以调控绿色合成的铁系纳米材料成分,从而导致不同的纳米修复环境中污染物的能力.