CMC對(duì)納米零價(jià)鐵去除污染水體中六價(jià)鉻的影響.pdf

1、利用納米級(jí)零價(jià)鐵(FeO)還原去除六價(jià)鉻(Cr(Ⅵ))近年來(lái)日益受到關(guān)注。但納米級(jí)零價(jià)鐵由于表面積大而很不穩(wěn)定，易于相互碰撞凝結(jié)聚合成大顆粒，反應(yīng)活性迅速降低，如在納米級(jí)零價(jià)鐵制備中添加穩(wěn)定劑羧甲基纖維素(CMC)，可以有效防止納米鐵的聚合，從而有效提高納米級(jí)零價(jià)鐵對(duì)水中Cr(Ⅵ)的還原去除。 本文通過(guò)ESEM和TEM等手段對(duì)所制備的穩(wěn)化態(tài)納米級(jí)CMC-Fe0顆粒進(jìn)行表征。采用所制備的納米級(jí)Fe0金屬對(duì)Cr(Ⅵ)進(jìn)行了還原研究，

2、并進(jìn)行了擬一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)擬合。此外，還考察了腐殖酸和鈣、鈉離子等對(duì)Cr(Ⅵ)還原去除的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明： 1.納米級(jí)Fe0還原去除Cr(Ⅵ)發(fā)生在鐵的表面，顆粒的直徑越小，比表面積越大，對(duì)反應(yīng)越有利。加入穩(wěn)定劑CMC后，在靜電斥力和位阻效應(yīng)的作用下，納米級(jí)Fe0顆粒較為分散，不易發(fā)生團(tuán)聚。除了減弱物理間相互作用外，CMC包裹在納米級(jí)Fe0顆粒表面，阻止了ZVI表面高活性位點(diǎn)與周圍的介質(zhì)(溶解氧和水)反應(yīng)，從而維持其高反應(yīng)性。結(jié)

3、果表明，在本實(shí)驗(yàn)條件下，最適宜的CMC:Fe0=5:1。相同條件下其除鉻效率約為普通納米級(jí)Fe0的4.3倍，為鐵屑的12倍。 2.影響CMC-Fe0體系對(duì)Cr(Ⅵ)還原去除效果的因素有：CMC投加量、納米級(jí)Fe0投加量、Cr(Ⅵ)初始濃度、初始pH值、反應(yīng)溫度以及離子強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，較大的納米級(jí)Fe0用量、較高的反應(yīng)溫度、較低的pH值都有利于Cr(Ⅵ)的去除。 3.CMC-Fe0體系還原去除Cr(Ⅵ)符合準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)

4、力學(xué)。反應(yīng)速率隨著納米級(jí)Fe0投加量的增加和反應(yīng)溫度的升高而增大；隨著Cr(Ⅵ)初始濃度和pH值的升高而降低。通過(guò)阿累尼烏斯方程計(jì)算得出在本實(shí)驗(yàn)條件下求得的表觀活化能E=29.3 kJ/mol，指前因子k0=2341.6 min-l。 4.HA對(duì)納米鐵去除Cr(Ⅵ)有較大的抑制作用，并隨著HA濃度的增加，抑制作用顯著增大，當(dāng)HA達(dá)到40mg/L時(shí)，去除效率僅為原先的一半左右。在制備納米級(jí)Fe0過(guò)程中投加穩(wěn)定劑CMC在一定程度上可