發(fā)布時間：2020-05-25 02:48

【摘要】：重金屬廢水的產生不僅污染了環(huán)境,也造成了一定的資源浪費。納米零價鐵(nZVI)因其比表面積大,反應活性高,吸附性強,適應性廣,在處理重金屬污染方面廣泛應用。硫化納米零價鐵(S-nZVI)是一種改性后的nZVI,提高了 nZVI分散性、降低了其被氧化速率,提高了反應活性,增加了其對污染物的去除效率。目前nZVI和S-nZVI作為一種新型功能修復材料在重金屬廢水處理方面得到了廣泛的應用。本文采用液相還原法制備了 nZVI,并采用“兩步法”合成了S-nZVI。對nZVI和S-nZVI去除鎢酸根(W(Ⅵ))的效果進行了對比研究,考察了 W(Ⅵ)的初始濃度、nZVI和S-nZVI投加量、共存含氧酸根(NO3-、SO42-、SiO32_、PO43_)等因素對鎢酸根去除效果的影響,并通過X射線電子能譜分析(XPS)和高清晰透射電子顯微鏡(TEM)等技術手段對反應產物進行表征,相關研究結果如下:1)新制備的nZVI呈交錯鏈狀結構,“兩步法”合成的S-nZVI也呈現類似的結構。nZVI和S-nZVI顆粒均呈現“核-殼”結構,兩者的“核”主要組成均為Fe(0),其中nZVI“殼”主要由鐵(氫)氧化物組成,S-nZVI“殼”主要由鐵硫化物或鐵(氫)氧化物共同組成。2)當nZVI的投加量為0.3g·L-1,W(VI)的初始濃度為20 mg·L-1時,去除效果較好,W(Ⅵ)最終被nZVI還原為W(V);共存含氧酸根對W(Ⅵ)的去除呈現不同的影響趨勢,其中NO3-和SO42_對W(Ⅵ)的去除影響較小,SiO32_和PO43_明顯抑制nZVI對W(VI)的去除,且隨濃度升高呈遞增關系,當SiO32-或PO43-與W(Ⅵ)的摩爾比為10:1時,水體中的W(Ⅵ)基本不能去除。產物的TEM和XPS的結果分析表明,含氧酸根共存會不同程度改變nZVI的表面微觀結構,影響產物中的W(V)的含量。3)當S-nZVI的投加量為0.3 g·L-1,W(Ⅵ)的初始濃度為20 mg·L-1時,去除效果較好,W(Ⅵ)被S-nZVI還原為W(Ⅴ);投加不同濃度的含氧酸根離子共存會不同程度改變W(Ⅵ)的去除效果,其中N03_和SO42-對W(Ⅵ)的去除影響較小,SiO32-和PO43-的存在會抑制S-nZVI對水體中的W(Ⅵ)去除,并且濃度越高抑制程度越大。與nZVI的相關研究結果對比發(fā)現,SiO32-與PO43-對S-nZVI去除W(Ⅵ)影響程度明顯減小。
【圖文】：

圖 1.1 鎢資源分布圖Fig.1.1 Map of distribution of tungsten resources通常以鎢酸鹽（W(VI)）形式存在于土壤和沉積物中[16,17]，一般情，如一些含磷肥料中就可能含有鎢，研究表明，植物和蠕蟲可以大)，含 W(VI)化合物可能會被引入食物鏈，對自然界生物產生危害[18鎢進入人體短時間內可以通過消化和排泄系統(tǒng)從體內排出，但是長含鎢化合物可能會造成人體組織和器官受損、呼吸道疾病和腸胃功，這些含鎢化合物包括鎢酸鈉、碳化鎢粉塵、氧化鎢[19]，其中影各類鎢酸鹽。近年來，為了實現可持續(xù)發(fā)展的資源節(jié)約型、環(huán)境友溶液中去除重金屬的相關技術已經獲得了越來越多的關注[20]。米零價鐵去除重金屬污染的研究進展

5 10 15 20 25 3070time/min圖 3.4 反應體系 pH 對 nZVI 去除 W(VI)的影響Fig.3.4 Effect of pH of Reaction System on Removal of W(VI) by nZVI.2.5 nZVI 的形態(tài)學演變?yōu)榱搜芯?nZVI 的形態(tài)學演變，對反應前后的 nZVI 分別進行 TEM 表征。.5a 和 3.5b 為新制備的 nZVI 的 TEM 圖，從圖中可以看出，nZVI 整體交錯呈，顆粒呈現“核-殼”結構，與文獻報道一致[22]，“核”是 Fe(0)，“殼”是周裹的一層鐵氧化物（FeOOH），這種結構為 nZVI 所特有。圖 3.5c 為 nZVI后的 TEM 圖，，從圖中可以看出，反應后的 nZVI 整體仍保持鏈狀結構，但中的形成了較多的中空結構，可能發(fā)生了 Kirkendall 效應[22]。abc
【學位授予單位】：貴州師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X703;TB383.1

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本文編號：2679433