活性炭负载纳米零价铁去除溴酸盐的研究

实验采用液相还原法制备活性炭负载纳米零价铁材料(nZVI/AC),并利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等对其结构进行表征.考察了不同反应条件下nZVI/AC对BrO3-的去除效率,并研究其去除机理.结果表明nZVI/AC具有很高的表面反应活性,且nZVI和活性炭(AC)之间存在协同作用. BrO3-的去除效率随 pH 值的减小而增大, 共存离子NO3-和SO42-对其去除率影响不大但降低了去除速率.机理分析表明BrO3-被nZVI/AC吸附而使局部BrO3-浓度升高,并被nZVI迅速还原为无毒的Br-.     

纳米铁系金属制剂用于类Fenton氧化降解2,4-二氯苯酚

研究了3种纳米铁系金属制剂(nZVI、nZVI/Ni、nZVI/Pd)在类Fenton氧化法中对水中2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)降解效率的影响,同时与纳米铁系金属制剂还原脱氯降解2,4-DCP效果比较.结果表明:1.0 g· L-1 Fe、100 mg·L-12,4-DCP,反应180 min,nZVI,nZVI/Ni,nZVI/Pd和Fe2+对水中2,4-DCP去除率分别为6.48％,6.80％,15.95％和5.02％;而在类Fenton氧化法中,nZVI,nZVI/Ni,nZVI/Pd和Fe2+对2,4-DCP去除率分别是57.87％,34.23％,27.94％和19.61％,清楚表明纳米双金属有催化还原脱氯活性,但在类Fenton法中,由于纳米双金属的催化活性导致H2O2分解,使得nZVI更有利于类Fenton氧化降解2,4-DCP.SEM、EDS和XRD表征说明:由于Fe2+溶出,nZVI在类Fenton反应前后的表面微观结构发生微小变化;FTIR与TOC(矿化率30.71％)结果进一步证明2,4-DCP被氧化降解.此外,条件实验发现pH和2,4-DCP初始质量浓度对类Fenton法降解2,4-DCP有较大的影响,其氧化降解过程符合伪一级动力学,是一个扩散控制过程.     

凹凸棒土负载纳米Fe/Ni的制备及其去除水中Zn(Ⅱ)性能研究

采用液相还原法制备以凹凸棒土为载体的纳米双金属Fe/Ni复合材料,通过Zn(Ⅱ)静态吸附试验,确定了除Zn(Ⅱ)效果最佳的Fe/Ni@ATP复合材料,即纳米铁与凹凸棒土的负载比为1∶2、Fe/Ni双金属中Ni掺杂比为2%,并考察了Zn(Ⅱ)初始浓度、pH及环境温度对该复合材料去除水中Zn(Ⅱ)效果的影响。结果表明,经过凹凸棒土负载和掺杂Ni改性以后,Fe/Ni@ATP复合材料的Zn(Ⅱ)去除率显著提高,颗粒团聚状况得到改善,比表面积明显增加。在实验条件范围内,较高的溶液pH值、环境温度以及较低的Zn(Ⅱ)初始浓度均有利于Fe/Ni@ATP复合材料对Zn(Ⅱ)的去除。该过程符合Langmuir吸附等温模型,吸附机理为零价铁表面氧化物与Zn(Ⅱ)的配合作用,此外,水中Zn(Ⅱ)也可以通过生成Zn(OH)_2沉淀的形式去除。     

Rapid point-of-use water purification using nanoscale zero valent iron （nZVI） particles

Nanoscale zero-valent iron （nZVI） particles are increasingly being investigated in removing aqueous contaminants. Here, we have demonstrated its inactivation and magnetic removal of bacteria and endotoxins from environmental wastewater samples. Varying dosages （10-1,000 μL） of 0-6 days aged nZVI with a concentration of 5 mg/mL for 2 mL wastewater samples were tested, and relevant removal efficiencies were determined using culturing method for bacteria and limulus amebocyte lysate （LAL） for endotoxins. The supernatants of wastewater samples after reacting with nZVI and subsequent magnetic separations were subjected to spectroscopic, qPCR and DGGE analysis. Overall, high magnetic bacterial removal efficiencies were observed up to 3-4 logs for 1 mL nZVI, while the removal efficiencies 0.5 log for 10 μL nZVI. qPCR decreased sharply down to and DGGE results revealed that higher dosages of nZVI caused severe bacterial cell membrane ruptures, releasing significant amounts of DNA up to 107-108 gene copies/mL when 1 mL nZVI was used. Richer DGGE patterns were observed for higher nZVI dosages. In addition, regardless of the dosages （10-1,000μL） we have observed more than 90 % removal of endotoxins from the wastewater samples. The described technology has great promise to be used as a point-of-use water purification solution for various purposes.     

固定化纳米铁修复水环境的研究进展

纳米铁用于修复水环境近年来得到了广泛研究。由于纳米铁粒子小、易团聚而导致工程应用的困难,提高纳米铁的分散度而固定在载体上是一种有效的方法,并且是纳米铁在水环境修复技术应用领域的前沿研究亮点。对近几年铁纳米固定化材料在环境修复领域的研究概况进行了综述。主要探讨了无机矿物（黏土、硅石、活性炭和石墨）以及有机高分子材料（淀粉、纤维素、树脂、壳聚糖、瓜尔胶等）为载体固定纳米铁,以及这些材料在水环境修复中的应用,并展望了固定化纳米铁修复材料的发展前景。     

以纳米零价铁材料性质研究为媒介推动水化学课程学习

纳米零价铁具备零价铁的特性,由于其纳米级尺寸,具有量子尺寸小于及更高的反应活性.该论文通过设计系列实验,包括纳米零价铁的合成、表面化学性质测定（X-射线光电子能谱）、晶体结构测定（x-射线电子衍射）和材料粒径及表面结构测定等（透射电子显微镜）,存在于水环境中后水质参数（pH和ORP）的变化来学习有关水化学的基本概念.使得研究生同学通过一种材料的表征研究、掌握环境化学研究基本知识,务实科研基础.