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改性纳米零价铁去除地下水硝酸盐的研究

工业水处理 2023年第3期43卷 87-95页

作者：张笑天张阳阳祖波张云霞陈克军重庆交通大学国家内河航道整治工程技术研究中心重庆400074 招商局生态环保科技有限公司重庆400067

采用提纯凹凸棒土(ATP)负载纳米零价铁(nZVI)制备得到改性材料ATP-nZVI,将其用于对地下水硝酸盐的去除研究。通过静水实验考察了溶液中共存阴离子和反应温度对ATP-nZVI去除NO_(3)^(-)-N的影响,通过模拟可渗透反应墙(PRB)考察了溶液初始p... 详细信息

采用提纯凹凸棒土(ATP)负载纳米零价铁(nZVI)制备得到改性材料ATP-nZVI,将其用于对地下水硝酸盐的去除研究。通过静水实验考察了溶液中共存阴离子和反应温度对ATP-nZVI去除NO_(3)^(-)-N的影响,通过模拟可渗透反应墙(PRB)考察了溶液初始pH、初始NO_(3)^(-)-N浓度、材料装填方式、流速对ATP-nZVI去除NO_(3)^(-)-N的影响,并通过更换PRB装填材料将ATP-nZVI与石英砂、ATP、铁粉、nZVI等材料对NO_(3)^(-)-N的去除效果进行了比较。结果表明:共存阴离子对ATP-nZVI去除NO_(3)^(-)-N具有抑制作用,其抑制作用的顺序为PO_(4)^(3-)>CO_(3)^(2-)>SO_(4)^(2-)>Cl^(-);ATP-nZVI对NO_(3)^(-)-N去除率与反应温度呈正相关,但总体来讲其受温度变化的影响并不明显;同一pH条件下,ATP-nZVI对NO_(3)^(-)-N去除率随着硝酸盐溶液质量浓度的增大而减小;对于相同质量浓度的硝酸盐溶液,相比在中性和碱性环境,其在酸性条件下NO_(3)^(-)-N去除率较高;ATP-nZVI的装填层数越多,对NO_(3)^(-)-N的去除率越高,长效性也越好;流速越大,ATP-nZVI对于NO_(3)^(-)-N的去除率越小,效果越差;PRB柱填充不同材料时的去除效果为ATP-nZVI>nZVI>铁粉(200目,即74μm)>ATP>石英砂,ATP-nZVI作为PRB的填充材料时,系统对NO_(3)^(-)-N的去除稳定性与去除率得到有效提升,具有良好的实用性。机制研究表明,ATP-nZVI对NO_(3)^(-)-N的去除主要归因于nZVI的还原作用,而ATP对于nZVI的负载则加强了这种还原作用。

关键词：凹凸棒土纳米零价铁反应渗透墙(PRB) 硝酸盐

蒙脱土负载硫化纳米零价铁降解有机污染物研究

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环境工程 2023年

作者：江皓文魏睿杨秀琼罗胜联喻恺南昌航空大学江西省持久性污染控制和资源循环利用重点实验室江西省生态环境科学研究与规划院北京航空航天大学空间与环境学院

通过一步法合成了蒙脱土负载硫化纳米零价铁（CSZVI），使用TEM、BET、XRD、XPS、接触角测量仪对CSZVI的表面物化性质和材料结构进行表征，重点探究了S/Fe摩尔比对CSZVI去除有机物的影响。结果表明，蒙脱土负载有效抑制了硫化纳米零价铁... 详细信息

通过一步法合成了蒙脱土负载硫化纳米零价铁（CSZVI），使用TEM、BET、XRD、XPS、接触角测量仪对CSZVI的表面物化性质和材料结构进行表征，重点探究了S/Fe摩尔比对CSZVI去除有机物的影响。结果表明，蒙脱土负载有效抑制了硫化纳米零价铁（SnZVI）的团聚并降低了其粒径；在蒙脱土/铁质量比为5:1时，CSZVI表现出最高的反应活性，在15 min内对氟苯尼考的降解效率达到100%；S/Fe摩尔比为0.112时，CSZVI对2，4-二硝基甲苯、对硝基苯酚、氟苯尼考、氯霉素均表现出最高的反应活性，随着S/Fe摩尔比增加，反应活性均表现出下降的趋势；与纯水相相比，在水/乙醇=7:3的共溶剂体系中，S/Fe摩尔比增加对相对亲水的PNP产生的抑制作用越大，而对相对疏水的FF所产生的抑制作用越小。研究结果证明，S/Fe摩尔比增加会增强CSZVI的表面疏水性，从而提升对疏水污染物降解效率，降低对亲水污染物降解效率。

关键词：纳米零价铁蒙脱土硫化改性有机污染物表面疏水性

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纳米零价铁对耐四环素菌耐药特性的影响

中国环境科学 2017年第1期37卷 381-385页

作者：陆贤郭美婷张伟贤同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092 同济大学环境科学与工程学院上海200092

研究了纳米零价铁对污水中耐四环素菌的影响.在不同浓度、反应时间和含氧条件下用纳米零价铁对耐药细菌进行处理.结果表明,当纳米零价铁终浓度为5000mg/L,反应时间为12h,厌氧条件下,纳米零价铁对耐四环素菌有较好的抑制效果.纳米零价铁... 详细信息

研究了纳米零价铁对污水中耐四环素菌的影响.在不同浓度、反应时间和含氧条件下用纳米零价铁对耐药细菌进行处理.结果表明,当纳米零价铁终浓度为5000mg/L,反应时间为12h,厌氧条件下,纳米零价铁对耐四环素菌有较好的抑制效果.纳米零价铁对细菌的耐药能力有消极作用,因而引起耐药性的减弱.50mg/L浓度的纳米零价铁较大提高了基因转移效率,为原来的2.15倍,因此需综合评估纳米零价铁对耐药性的影响.

关键词：纳米零价铁耐四环素菌耐药特性基因转移

污泥基生物炭负载纳米零价铁去除Cr(VI)的性能与机制

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复合材料学报 2022年

作者：曾涛涛农海杜沙海超陈胜兵张晓玲刘金香南华大学污染控制与资源化技术湖南省高校重点实验室

针对电镀、冶金、印染等行业产生的含铬废水所导致的环境污染难题，以城市污泥热解获得的污泥基生物炭(SB)为载体，制备了污泥基生物炭负载纳米零价铁(nZVI-SB)材料用于去除水中的Cr(VI)，探究了铁炭质量比、初始pH值、投加量、温度等... 详细信息

针对电镀、冶金、印染等行业产生的含铬废水所导致的环境污染难题，以城市污泥热解获得的污泥基生物炭(SB)为载体，制备了污泥基生物炭负载纳米零价铁(nZVI-SB)材料用于去除水中的Cr(VI)，探究了铁炭质量比、初始pH值、投加量、温度等因素对去除Cr(VI)的影响。通过扫描电镜-能谱分析（SEM-EDS）、X衍射分析仪（XRD）和X射线光电子能谱(XPS)等手段对nZVI-SB去除Cr(VI)的机制进行分析。结果表明，nZVI-SB对Cr(VI)废水具有较好的去除能力。在投加量0.5 g/L、初始pH值2、温度40 ℃条件下，nZVI-SB(1:1)对Cr(VI)吸附量最大为150.60 mg/g。Cr(Ⅵ)去除过程可通过Langmuir吸附等温式与准二级动力学方程进行拟合。nZVI-SB对Cr(VI)去除机制主要包括吸附、还原和共沉淀。本研究表明污泥基生物炭与纳米零价铁可以协同发挥除Cr(VI)作用。

关键词：污泥基生物炭纳米零价铁 Cr(VI) 吸附量机制还原

Lelliottia sp.Kz9与纳米零价铁强化印度芥菜修复土壤镉污染

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安全与环境工程 2023年第3期30卷 244-251页

作者：张玉克吴新国吴万银陶越曾昱扬廖克俊陈兰洲武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079

利用植物富集土壤中重金属,是进行重金属污染土壤生态修复的一种重要手段。重金属抑制植物的生长发育,导致植株矮小、生物量较低,是植物生态修复的难点。通过盆栽试验,探究根际促生菌(Lelliottia sp.Kz9)和100 nm纳米零价铁(nZVI_(100)... 详细信息

利用植物富集土壤中重金属,是进行重金属污染土壤生态修复的一种重要手段。重金属抑制植物的生长发育,导致植株矮小、生物量较低,是植物生态修复的难点。通过盆栽试验,探究根际促生菌(Lelliottia sp.Kz9)和100 nm纳米零价铁(nZVI_(100))单一或联合施用对不同浓度镉污染土壤中印度芥菜的生长及富集重金属的影响。结果表明:nZVI_(100)在低浓度(5 mg/kg)镉胁迫下可显著促进印度芥菜的生物量、根系发育,以及地上部分镉和铁的吸收(p铁的吸收(p铁吸收均有显著促进作用(pKz9与nZVI_(100)联合处理组>Kz9处理组,表明nZVI_(100)在土壤重金属污染生态修复技术应用方面有较好的前景。

关键词：纳米零价铁根际促生菌(Lelliottia sp.Kz9) 镉污染土壤植物修复印度芥菜

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膨胀珍珠岩负载纳米零价铁高效除磷的研究

现代化工 2023年第2期43卷 117-122,127页

作者：范晨孟家琪郭波太原理工大学环境科学与工程学院山西太原030024

采用液相化学还原法制备纳米零价铁,并负载于膨胀珍珠岩上制备nFe@EP材料,用于去除水体中的磷酸盐。考察了溶液初始pH、温度、nFe@EP投加质量浓度和初始磷酸盐质量浓度的影响。结果表明,nFe@EP对水中磷酸盐有良好的吸附性,在温度298 K、... 详细信息

采用液相化学还原法制备纳米零价铁,并负载于膨胀珍珠岩上制备nFe@EP材料,用于去除水体中的磷酸盐。考察了溶液初始pH、温度、nFe@EP投加质量浓度和初始磷酸盐质量浓度的影响。结果表明,nFe@EP对水中磷酸盐有良好的吸附性,在温度298 K、pH 5.0、初始磷酸盐质量浓度为100 mg/L、nFe@EP质量浓度为3.0 g/L时,磷酸盐的去除率可达95.7%,吸附量达到31.9 mg/g。吸附动力学研究结果表明,伪二级吸附动力学模型能够更好地拟合nFe@EP吸附磷酸盐的行为,说明吸附过程是以化学吸附为主。热力学分析结果表明,吸附是自发放热的过程。

关键词：纳米零价铁膨胀珍珠岩磷酸盐吸附

活性炭及硫化双因素改性纳米零价铁去除溶液中Cr(Ⅵ)的特性及条件优化研究

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环境科学学报 2023年第7期43卷 160-171页

作者：陈璐西段志鹏张小橙陶澳敏何云峰浙江大学环境与资源学院杭州310058

采用两步液相还原法制备了活性炭及硫化双因素改性的纳米零价铁材料(S-nZVI@AC),并采用SEM-EDS、BET、XPS对材料表面形貌、元素特征等进行了表征分析.结果表明,纳米零价铁优先负载于活性炭较小孔洞中,而硫化则以材料表面纳米零价铁为主.... 详细信息

采用两步液相还原法制备了活性炭及硫化双因素改性的纳米零价铁材料(S-nZVI@AC),并采用SEM-EDS、BET、XPS对材料表面形貌、元素特征等进行了表征分析.结果表明,纳米零价铁优先负载于活性炭较小孔洞中,而硫化则以材料表面纳米零价铁为主.以2 g·L^(-1)的投加量处理200 mL浓度为50 mg·L^(-1)的Cr(Ⅵ)溶液,探究了S-nZVI@AC的反应特性.结果表明双因素改性协同促进了材料中铁的高效稳定溶出,反应过程受化学吸附限速.在一定范围内,Cr(Ⅵ)的去除率随Fe/C质量比、S/Fe物质的量的比及溶液初始pH各因素水平的上升,呈现出先升高后降低的趋势.采用响应面法探讨上述3个因素的交互作用并进行条件优化,结果表明:各因素对材料去除Cr(Ⅵ)效率均有显著影响,强弱顺序为S/Fe物质的量的比>Fe/C质量比>pH.其中,Fe/C质量比与pH的交互作用以及S/Fe物质的量的比与pH的交互作用对材料去除Cr(Ⅵ)效率影响显著.在最佳条件下(Fe/C质量比为1.16,S/Fe物质的量的比为0.12,pH为5.92),S-nZVI@AC对Cr(Ⅵ)去除率6 h内可达97.3%.以上研究结果可为S-nZVI@AC的实际应用提供参考.

关键词：活性炭硫化纳米零价铁六价铬响应面条件优化

薰衣草提取液绿色合成生物炭负载纳米零价铁去除水中亚甲基蓝的研究

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化工新型材料 2023年第4期51卷 247-254页

作者：祁宝川赵居芳陈伟红易校石冯丹伊犁师范大学化学与环境科学学院伊宁835000 伊犁师范大学数学与统计学院伊宁835000 伊犁师范大学污染物化学与环境治理重点实验室伊宁835000

以薰衣草提取液为还原剂,白酒废水污泥生物炭(WSB)为载体,采用绿色合成法制备了生物炭负载纳米零价铁复合材料(nZVI@WSB),并将其用于亚甲基蓝(MB)废水的处理,利用扫描电子显微镜-能谱(SEM-EDS)、透射电镜(TEM)、全自动比表面及孔隙度分... 详细信息

以薰衣草提取液为还原剂,白酒废水污泥生物炭(WSB)为载体,采用绿色合成法制备了生物炭负载纳米零价铁复合材料(nZVI@WSB),并将其用于亚甲基蓝(MB)废水的处理,利用扫描电子显微镜-能谱(SEM-EDS)、透射电镜(TEM)、全自动比表面及孔隙度分析仪(BET)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射图谱(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对nZVI@WSB进行了表征,并考察了其对MB的吸附性能。结果表明:nZVI@WSB的比表面积和孔容增大、稳定性和反应活性增强。在投加量1.0g/L和不调节溶液初始pH的反应体系中,MB的去除率随着初始浓度的增加而升高,而升温也有利于MB的去除。nZVI@WSB对MB的吸附过程分别符合准二级动力学方程、Langmuir和Redlich-Peterson等温方程。热力学研究表明,nZVI@WSB吸附MB是自发、熵增的吸热过程。

关键词：薰衣草绿色合成生物炭纳米零价铁亚甲基蓝

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负载型纳米零价铁对水中硝基苯的去除

化工环保 2022年第6期42卷 700-706页

作者：张瑞敏李健生戚琳关莹江苏城市职业学院环境生态学院江苏南京210019 江苏省环境工程重点实验室江苏南京210019 南京理工大学环境与生物工程学院江苏南京210094

以六方板短孔道分子筛Zr-Ce-SBA-15和纤维状长孔道分子筛SBA-15为载体,采用等体积浸渍—H2还原法合成了纳米零价铁(NZVI)复合材料NZVI/Zr-Ce-SBA-15和NZVI/SBA-15,采用XRD、SEM等手段进行了表征,并比较了二者对硝基苯的还原性能。表征... 详细信息

以六方板短孔道分子筛Zr-Ce-SBA-15和纤维状长孔道分子筛SBA-15为载体,采用等体积浸渍—H2还原法合成了纳米零价铁(NZVI)复合材料NZVI/Zr-Ce-SBA-15和NZVI/SBA-15,采用XRD、SEM等手段进行了表征,并比较了二者对硝基苯的还原性能。表征结果显示,介孔材料能有效阻止NZVI颗粒的团聚,经负载后其粒径变小。实验结果表明:短孔道Zr-Ce-SBA-15比长孔道SBA-15更适合作载体;在NZVI/Zr-Ce-SBA-15和NZVI/SBA-15投加量均为1.0 g/L、初始硝基苯质量浓度为20 mg/L、pH为6的条件下,二者对硝基苯的去除率分别为94%和83%,相应的苯胺生成量为10.0 mg/L和7.8 mg/L;当NZVI/Zr-Ce-SBA-15投加量为1.0 g/L、初始硝基苯质量浓度为20 mg/L、pH为3时,硝基苯去除率为98%,相应的苯胺生成量为11.8 mg/L。

关键词：有序介孔分子筛纳米零价铁硝基苯还原