如何高效降解水中有機物
摘要:采用流變相法,以FeSO4·7H2O∶KBH4=1∶2(摩爾比)為固相介質,0.06 g/mL CMC(羧甲基纖維素)水溶液為液相介質,固液比1∶2,反應2 h制備出包覆型納米零價鐵;采用XRD、TEM等手段對合成的納米零價鐵進行表征。
探討不同反應條件對包覆型納米鐵去除活性艷藍的影響。
實驗結果表明,初始活性艷藍(濃度100 mg/L)pH為5,包覆型納米鐵的投加量為6 g/L,反應時間為30 min時,活性艷藍的去除率可達 96%。
通過研究機理,其吸附過程符合二級吸附動力學,降解過程符合一級反應動力學。
目前,水污染與防治已經成為全球關注的嚴重問題。
廢水中含有染料、氯代有機物、硝基化合物和重金屬離子等各種污染物。
能被微生物降解的物質一般毒性較低,且易處理,毒性大而又穩定性高的污染物往往很難被微生物降解,傳統的處理工藝對這些有機物的降解效率很低。
近年來,零價納米鐵因其粒徑小,顆粒的比表面積和表面能大,從而具有優越的吸附性能和很高的還原活性,被廣泛應用于有機廢水的處理。
然而,一些文獻報道了納米鐵在去除水中污染物的過程中也存在一些不足。
目前,納米鐵粒子制備的方法比較多,有蒸發凝聚法、熱等離子法、高能球磨法、固相還原法和液相還原法等。
其中,液相還原法因其工藝相對簡單,受到了很大的關注。
但該方法在制備過程中需要惰性氣體進行保護,大大增加了制備的難度和成本;報道了納米鐵粒子比表面積大因而易團聚,表面能量高導致納米鐵粒子易被氧化,直接暴露在空氣中甚至會自燃;此外,Ellintt等指出,只能在厭氧條件下使用納米鐵。
流變相反應是指在反應體系中有流變相參與的化學反應。
例如,將反應物通過適當方法混合均勻,加入適量的水或其他溶劑,調制成固體微粒和液體物質分布均勻、不分層的糊狀或粘稠狀固液混合體系-流變相體系,然后在適當條件下反應得到所需產物。
如泥石流、混凝土、泥漿、油墨、果醬和陶瓷器皿用漿料等,這些物質都具有一個共同的性質-流變學性質。
具體參見更多相關技術文檔。
流變相反應法是武漢大學孫聚堂教授及其小組于1998年提出并定義的一種新的化學合成方法,方法的提出經歷了水膜反應固液反應#半固相反應#流變相反應等幾個階段,目前該方法已成功用于研究制備鋰離子電池電極材料。
在流變相反應中,固體微粒在流體中分布均勻、緊密接觸,其表面能夠得到有效的利用,反應能夠進行得更加充分,能得到純凈單一的化合物,產物與反應容器的體積比非常高,還可以避免大量廢棄物的產生,有利于環保,是一種高效、節能、經濟的綠色化學反應,而且用流變相反應技術很容易獲得納米材料和非晶態功能材料。
本研究采用流變相法,以廉價無害的羧甲基纖維素為穩定劑制備了包覆型納米鐵,有效地降低了制備的復雜性及難度,同時很大程度提高了其分散性和在空氣中的穩定度。
1實驗部分
1.1包覆型納米零價鐵的制備工藝
詳情請點擊下載附件:
下一篇:巢湖藍藻如何水處理