CMC對納米零價鐵去除污染水體中六價鉻的影響.pdf

1、利用納米級零價鐵(FeO)還原去除六價鉻(Cr(Ⅵ))近年來日益受到關(guān)注。但納米級零價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，如在納米級零價鐵制備中添加穩(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零價鐵對水中Cr(Ⅵ)的還原去除。 本文通過ESEM和TEM等手段對所制備的穩(wěn)化態(tài)納米級CMC-Fe0顆粒進行表征。采用所制備的納米級Fe0金屬對Cr(Ⅵ)進行了還原研究，

2、并進行了擬一級反應(yīng)動力學(xué)擬合。此外，還考察了腐殖酸和鈣、鈉離子等對Cr(Ⅵ)還原去除的影響。實驗結(jié)果表明： 1.納米級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Fe0顆粒較為分散，不易發(fā)生團聚。除了減弱物理間相互作用外，CMC包裹在納米級Fe0顆粒表面，阻止了ZVI表面高活性位點與周圍的介質(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，在本實驗條件下，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Fe0的4.3倍，為鐵屑的12倍。 2.影響CMC-Fe0體系對Cr(Ⅵ)還原去除效果的因素有：CMC投加量、納米級Fe0投加量、Cr(Ⅵ)初始濃度、初始pH值、反應(yīng)溫度以及離子強度。實驗結(jié)果表明，較大的納米級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)一級反應(yīng)動

4、力學(xué)。反應(yīng)速率隨著納米級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。通過阿累尼烏斯方程計算得出在本實驗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達到40mg/L時，去除效率僅為原先的一半左右。在制備納米級Fe0過程中投加穩(wěn)定劑CMC在一定程度上可