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零价纳米铁的制备及对头孢类抗生素去除研究进展

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化学研究与应用 2018年第5期30卷 657-665页

作者：吴鸿伟冯启言杨虹路平李海红中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116 枣庄学院化学化工与材料科学学院山东枣庄277160 中国矿业大学低碳能源研究院江苏徐州221116

我国是抗生素生产和消费大国,污染严重,对环境中残留抗生素整体治理水平较低。零价纳米铁具有良好的化学反应活性,能有效地去除环境中污染物。本文详细介绍了抗生素的来源、迁移路径、生态危害及零价纳米铁的化学制备方法和物理化学改... 详细信息

我国是抗生素生产和消费大国,污染严重,对环境中残留抗生素整体治理水平较低。零价纳米铁具有良好的化学反应活性,能有效地去除环境中污染物。本文详细介绍了抗生素的来源、迁移路径、生态危害及零价纳米铁的化学制备方法和物理化学改性等。同时,对零价纳米铁去除抗生素的应用进展及去除机理进行了详细论述,并对其发展方向和存在不足进行了总结。

关键词：抗生素零价纳米铁制备机理

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零价纳米铁对大肠杆菌的毒性效应

生态毒理学报 2012年第1期7卷 49-56页

作者：王学李勇超李铁龙金朝晖南开大学环境科学与工程学院环境污染过程与基准教育部重点实验室天津市城市生态环境修复与污染防治重点实验室

以大肠杆菌为研究对象,通过检测尺寸为20nm的零价纳米铁暴露下大肠杆菌形貌、生长曲线和细胞内酶活性的变化,研究了零价纳米铁对大肠杆菌的毒性效应,并探讨了其可能的毒性机制。用透射电镜(TEM)观察零价纳米铁与大肠杆菌(JM109)接触后... 详细信息

以大肠杆菌为研究对象,通过检测尺寸为20nm的零价纳米铁暴露下大肠杆菌形貌、生长曲线和细胞内酶活性的变化,研究了零价纳米铁对大肠杆菌的毒性效应,并探讨了其可能的毒性机制。用透射电镜(TEM)观察零价纳米铁与大肠杆菌(JM109)接触后细胞的形态变化;用0、112、560和1120mg·L-1的零价纳米铁染毒大肠杆菌细胞,测定大肠杆菌的生长曲线变化;并测定零价纳米铁染毒24h后细胞培养液上清中乳酸脱氢酶(LDH)活性、细胞内超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)的含量,同时观察加入抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)后细胞的生长变化。结果表明,零价纳米铁能够破坏细胞完整性,造成细胞损伤;抑制大肠杆菌的细胞生长,缩短大肠杆菌的对数期,延长稳定期;零价纳米铁浓度越高,大肠杆菌的稳定期越长。零价纳米铁还可导致细胞培养上清液中LDH活性显著升高,细胞内SOD活性显著下降,MDA含量显著升高,且MDA含量变化与零价纳米铁浓度存在剂量-效应关系。加入抗氧化剂NAC后,加NAC的实验组细胞数大于没加NAC的实验组。以上结果表明零价纳米铁的毒性机制为氧化损伤。

关键词：零价纳米铁大肠杆菌生长曲线酶活性氧化损伤

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零价纳米铁去除ReO_4^-的研究

环境污染与防治 2011年第5期33卷 7-9,17页

作者：张小宝刘宏芳丁庆伟钱天伟太原科技大学环境科学研究所山西太原030024

采用NaBH4与FeSO4液相还原法制备零价纳米铁,用制得的零价纳米铁去除ReO4-,然后用分光光度法在610 nm处测定ReO4-的吸光度,从而计算零价纳米铁对ReO4-的去除率。结果表明:(1)ReO4-初始浓度越低,反应速率越快,对最终ReO4-去除率影响不大... 详细信息

采用NaBH4与FeSO4液相还原法制备零价纳米铁,用制得的零价纳米铁去除ReO4-,然后用分光光度法在610 nm处测定ReO4-的吸光度,从而计算零价纳米铁对ReO4-的去除率。结果表明:(1)ReO4-初始浓度越低,反应速率越快,对最终ReO4-去除率影响不大。(2)pH对反应产生很大影响,将溶液pH调至中性或微碱条件下较适合反应的进行,去除效果也较好。(3)随着温度的升高,零价纳米铁对ReO4-的去除效果相应增强,但影响并不显著;反应速率加快,且45℃时反应速率最快。(4)零价纳米铁对ReO4-的还原过程符合一级反应动力学方程。

关键词：分光光度零价纳米铁 ReO4-

零价纳米铁对水中Cr(VI)的吸附动力学研究

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科技导报 2011年第24期29卷 37-41页

作者：冯婧微梁成华王黎张显龙张思阳沈阳农业大学土地与环境学院.沈阳110161 沈阳化工大学环境与生物工程学院沈阳110142

为开发新型环境材料,改进治理技术以控制或修复污染水体中Cr(Ⅵ),采用NaBH4还原Fe3+制备纳米级零价铁(NZVI)。X射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)测试表明,制备的纳米铁颗粒纯度高、粒径小、粒度均匀。以Cr(VI)为研究对象,批试验考查了溶液... 详细信息

为开发新型环境材料,改进治理技术以控制或修复污染水体中Cr(Ⅵ),采用NaBH4还原Fe3+制备纳米级零价铁(NZVI)。X射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)测试表明,制备的纳米铁颗粒纯度高、粒径小、粒度均匀。以Cr(VI)为研究对象,批试验考查了溶液初始浓度、NZVI投加量、温度等条件对去除效果的影响,研究了NZVI对Cr(VI)的吸附动力学。结果表明,室温、pH值为6—7时,NZVI加入量为0.15g/L,水体中Cr(VI)浓度为30.0mg/L时,Cr(VI)最大吸附量为198.02mg/g,Cr(VI)在NZVI上的吸附符合准二级动力学方程。实验结果显示,纳米零价铁能快速去除水体中Cr(VI);溶液初始浓度、NZVI投加量等是影响Cr(VI)脱除的主要因素,Cr(VI)去除率随反应温度和NZVI投加量升高而升高,随初始浓度升高而降低。实验表明,该纳米铁在废水除铬领域具有较好的应用前景。

关键词：零价纳米铁 Cr(Ⅵ) 去除率动力学

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零价纳米铁处理水中Cr(Ⅵ)的实验研究

环境科学与技术 2011年第10期34卷 164-167页

作者：冯婧微梁成华王黎沈阳农业大学土地与环境学院辽宁沈阳110161 沈阳化工大学环境与生物工程学院辽宁沈阳110142

采用NaBH4还原Fe3+制备纳米级零价铁(NZVI)。运用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对样品进行表征。以C(rⅥ)为研究对象,批实验考察了初始浓度、纳米铁投加量、温度对去除效果的影响,研究NZVI对C(rⅥ)离子的吸附动力学。结果表明,NZVI加入... 详细信息

采用NaBH4还原Fe3+制备纳米级零价铁(NZVI)。运用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对样品进行表征。以C(rⅥ)为研究对象,批实验考察了初始浓度、纳米铁投加量、温度对去除效果的影响,研究NZVI对C(rⅥ)离子的吸附动力学。结果表明,NZVI加入量0.15 g/L,水体中20 mg/L的C(rⅥ)的去除率大于99.5%(210 min)。NZVI对C(rⅥ)的吸附过程符合准二级动力学方程,最大吸附量为198.02 mg/g。实验结果显示,该吸附剂在废水除铬领域具有较好的应用前景。

关键词：零价纳米铁 C(rⅥ) 吸附动力学

生物炭负载零价纳米铁去除土壤中十溴二苯乙烷

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环境科学学报 2020年第12期40卷 4524-4530页

作者：陈潇卢聪凌思源张卫华东理工大学资源与环境工程学院国家环境保护化工过程环境风险评价与控制重点实验室上海200237

作为十溴联苯醚的替代品,新型溴代阻燃剂十溴二苯乙烷(DBDPE)已经在国内外大量使用.随着DBDPE在各种环境介质中被普遍检测到,其造成的环境污染正引起广泛关注.本论文首先制备生物炭(BC)负载零价纳米铁(nZVI)材料(BC/nZVI),进而研究了BC/... 详细信息

作为十溴联苯醚的替代品,新型溴代阻燃剂十溴二苯乙烷(DBDPE)已经在国内外大量使用.随着DBDPE在各种环境介质中被普遍检测到,其造成的环境污染正引起广泛关注.本论文首先制备生物炭(BC)负载零价纳米铁(nZVI)材料(BC/nZVI),进而研究了BC/nZVI去除土壤中DBDPE的动力学过程,并探究了作用机制.结果表明:BC加入能促进nZVI均匀分散在生物炭的表面,并改善了其分散程度;BC/nZVI去除效率最高(投加量为0.1 g·g^-1,BC∶nZVI为2∶1,DBDPE初始浓度为10 mg·kg^-1),24 h内达到了89.74%,去除过程涉及到吸附和降解的共同作用,实验数据符合准一级动力学方程;采用LC-MS-MS探究了DBDPE的降解产物和途径;ECOSAR毒性评价数据显示BC/nZVI能够降低DBDPE的生态毒性.

关键词：十溴二苯乙烷生物炭零价纳米铁土壤降解机制

氧化石墨烯负载零价纳米铁吸附水中环丙沙星的研究

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环境科学学报 2016年第7期36卷 2443-2450页

作者：姜鹏李一兵童雅婷李建斐兰华春付明来刘锐平河北工业大学土木工程学院天津300401 中国科学院生态环境研究中心中国科学院饮用水科学与技术重点实验室北京100085 中国科学院城市环境研究所中国科学院城市污染物转化重点实验室厦门361021

通过溶液还原法制备了氧化石墨烯负载零价纳米铁NZVI16-GO1（F16G1）,并将其用于水中环丙沙星的去除.同时,采用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电镜（FE-SEM）、能谱仪（EDS）和热重分析仪（TG）等手段表征了F16G1的结构、化学组成和微... 详细信息

通过溶液还原法制备了氧化石墨烯负载零价纳米铁NZVI16-GO1（F16G1）,并将其用于水中环丙沙星的去除.同时,采用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电镜（FE-SEM）、能谱仪（EDS）和热重分析仪（TG）等手段表征了F16G1的结构、化学组成和微观形貌.结果发现,F16G1对水中环丙沙星具有良好的吸附性能;氧化石墨烯的引入可以有效降低零价纳米铁的自身团聚;F16G1与环丙沙星的吸附作用很大程度上受静电引力的影响.实验同时考察了p H值、反应时间、初始浓度、投加量等因素对F16G1吸附环丙沙星的影响.结果表明,在p H=4～5之间,溶液的p H值对吸附量没有明显影响;F16G1对环丙沙星的最大吸附量是656.66 mg·g-1;Langmuir等温吸附模型可以用来描述吸附平衡过程.零价纳米铁的磁性使复合材料便于回收.

关键词：氧化石墨烯零价纳米铁吸附环丙沙星等温模型

零价纳米铁/铜去除水中锑的行为过程及机理研究

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零价纳米铁/铜去除水中锑的行为过程及机理研究

作者：彭林锋广州大学

学位级别：硕士

环境锑（Sb）污染对生态系统和人类健康构成了严重的威胁。随着锑矿的开发和含锑产品的大量使用,水体中锑的检出浓度不断上升。吸附法具有成本低、易操作等特点,已被广泛用于水体中锑的去除。吸附材料是吸附法的核心,研究发现零价纳米铁... 详细信息

环境锑（Sb）污染对生态系统和人类健康构成了严重的威胁。随着锑矿的开发和含锑产品的大量使用,水体中锑的检出浓度不断上升。吸附法具有成本低、易操作等特点,已被广泛用于水体中锑的去除。吸附材料是吸附法的核心,研究发现零价纳米铁在Sb的吸附去除上表现出优异的性能。但是零价纳米铁大多数是在氮气保护的条件下合成,目前还没有研究探讨有无氮气保护合成条件对零价纳米铁的除锑性能是否会产生影响。此外,化学性质与零价纳米铁相似的零价纳米铜以及零价纳米铁/铜复合物在Sb吸附性能和去除机理方面的研究也鲜有报道。基于此,本文通过液相还原法分别合成零价纳米铁、零价纳米铜以及零价纳米铁/铜复合物,通过单因素影响实验和光谱学分析技术,探究有无氮气保护合成条件对零价纳米铁去除Sb性能的影响,并揭示零价纳米铜和零价纳米铁/铜复合物在Sb吸附性能和去除机理方面的特性。本文的主要研究结论如下:（1）无氮气保护和有氮气保护条件下合成的零价纳米铁（nZVI和N2-nZVI）在微观形貌、晶体结构和成分组成上无太大差异,但N2-nZVI的颗粒粒径更大,更加均匀,且氧化膜结构更薄。实验结果表明,nZVI和N2-nZVI去除Sb（Ⅲ）和Sb（V）的最佳pH均为7和3,对Sb（Ⅲ）和Sb（V）的平衡吸附时间分别为720和240 min,对水体中低浓度Sb（Ⅲ）和Sb（V）的去除率均可达到80%和90%以上。N2-nZVI对Sb（Ⅲ）和Sb（V）的最大吸附量（206.01 mg/g和538.12 mg/g）与nZVI（202.82 mg/g和507.26 mg/g）相近。此外,PO43-的存在抑制两者对Sb（Ⅲ）和Sb（V）的去除,而NO3-的存在仅对去除Sb（V）具有干扰作用。nZVI和N2-nZVI对Sb（Ⅲ）和Sb（V）的吸附过程受化学反应控制,其中对Sb（Ⅲ）的吸附为多层的不均吸附,而Sb（V）为均匀的单层吸附。光谱学分析结果显示,nZVI和N2-nZVI对Sb（Ⅲ）和Sb（V）的去除机制是相同的。Sb（Ⅲ）的去除是氧化和吸附协同作用的结果,Fe（0）活化产生·OH将Sb（Ⅲ）氧化。同时,Sb（Ⅲ）和Sb（V）吸附在活化产生的铁水化合物(Fe（OH）3)上,与Fe-OH官能团发生相互作用形成Fe-O-Sb络合物,在这过程中抑制了Fe2O3的形成。（2）零价纳米铜（N2-nZVC）对Sb（Ⅲ）和Sb（V）的最大吸附量为40.38 mg/g（pH=7）和235.49 mg/g（pH=3）,反应360 min后达到吸附平衡,低浓度条件下对Sb（Ⅲ）和Sb（V）的去除率分别达到47.34%和79.54%。低浓度的Cl-、NO3-、SO42-和PO43-对Sb（Ⅲ）的去除没有影响,但高浓度时明显抑制Sb（Ⅲ）的去除;此外,PO43-还干扰Sb（V）的去除。N2-nZVC对Sb（Ⅲ）和Sb（V）的吸附是多层的不均吸附,且受化学反应控制。Sb（Ⅲ）在吸附过程中被氧化,Sb（Ⅲ）和Sb（V）吸附在N2-nZVC活化形成的铜水化合物(Cu（OH）2)上,与表面的Cu-OH官能团形成Cu-O-Sb的络合物而被固定,这一过程抑制了Cu O的生成。（3）当Fe:Cu的合成比例为10:1时,零价纳米铁/铜复合物（N2-nZVI/C）对Sb（Ⅲ）和Sb（V）的吸附效果最好,最大吸附量达到237.58 mg/g和612.66 mg/g,高于N2-nZVI和N2-nZVC。在最佳pH为7和3的条件下,对Sb（Ⅲ）和Sb（V）的平衡吸附时间均为720min,低浓度条件下对Sb（Ⅲ）和Sb（V）的去除率分别达到89.28%和97.03%。PO43-的存在对去除Sb（Ⅲ）具有干扰作用,NO3-和PO43-存在对去除Sb（V）有负面影响。动力学模型和等温模型拟合结果表明,N2-nZVI/C对Sb（Ⅲ）和Sb（V）的吸附是化学吸附过程,其中Sb（Ⅲ）的吸附为多层的不均吸附,而Sb（V）为单层的均匀吸附。光谱学分析结果显示,Sb（Ⅲ）的去除是氧化和吸附协同作用的结果,Fe（0）和Cu（0）在溶液中活化形成铁水化合物和铜水化合物(Fe（OH）3和Cu（OH）2),并在这个过程中产生·OH将Sb（Ⅲ）氧化为Sb（V）。Sb（Ⅲ）和Sb（V）通过与铁/铜水化合物表面的Fe/Cu-OH官能团发生相互作用并形成Fe/Cu-O-Sb的络合物,并在这过程中影响Fe2O3的形成。与N2-nZVI相比,Cu的掺入优化了其团聚现象,增加了比表面积,还进一步提高了氧化能力,并形成更多的铁水化合物为Sb的固定提供活性位点,从而提高对Sb的吸附能力,并且进一步降低了Fe的释放量。

关键词：锑零价纳米铁零价纳米铜复合物去除机理

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硅酸钙负载零价纳米铁吸附去除水中六价铬

硅酸盐通报 2015年第8期34卷 2376-2381页

作者：秦泽敏董黎明赖花周恋彤北京工商大学环境科学与工程系北京100048 神华准格尔能源有限责任公司呼和浩特0103001

利用液相还原法制备硅酸钙负载零价纳米铁(CS-n ZVI)进行去除水中Cr(Ⅵ)的实验研究。结果表明,CSn ZVI对Cr(Ⅵ)的去除效果明显优于还原铁粉和硅酸钙,略差于零价纳米铁;低p H值、越低初始Cr(Ⅵ)浓度及较大投加量均有利于Cr(Ⅵ)去除,最大... 详细信息

利用液相还原法制备硅酸钙负载零价纳米铁(CS-n ZVI)进行去除水中Cr(Ⅵ)的实验研究。结果表明,CSn ZVI对Cr(Ⅵ)的去除效果明显优于还原铁粉和硅酸钙,略差于零价纳米铁;低p H值、越低初始Cr(Ⅵ)浓度及较大投加量均有利于Cr(Ⅵ)去除,最大去除率可达98.9%;反应后CS-n ZVI颗粒扫描电镜及X射线能谱分析结果表明Cr占3.06wt%;等温吸附实验结果表明较好拟合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,CS-n ZVI对Cr(Ⅵ)的最大吸附容量达253.8 mg/g。

关键词：零价纳米铁硅酸钙负载六价铬去除