納米零價(jià)鐵材料具有反應(yīng)活性高、成本低、毒性低等優(yōu)點(diǎn)被廣泛用于水體污染物治理。但其顆粒易發(fā)生團(tuán)聚,與氧氣接觸極易形成鈍化層,并且pH適用范圍較窄,吸附選擇性低等,限制了其實(shí)際應(yīng)用范圍。負(fù)載改性納米零價(jià)鐵是提高其反應(yīng)活性的主要方法,研究工作采用比表面積大且吸附能力強(qiáng)的載體材料,如多壁碳納米管（MWCNTs）、天然黏土材料凹凸棒（APT）、天然高分子材料殼聚糖（CS）以及導(dǎo)電聚合物聚苯胺（PANI）等合成的復(fù)合載體材料負(fù)載改性納米零價(jià)鐵,分別制備了多壁碳納米管/凹凸棒負(fù)載納米零價(jià)鐵（nZVI/MWCNTs/APT）、殼聚糖/凹凸棒負(fù)載納米零價(jià)鐵（nZVI/CS/APT）、聚苯胺/殼聚糖負(fù)載納米零價(jià)鐵（nZVI/PANI/CS）等復(fù)合材料并將其應(yīng)用于多元污染物的吸附降解。研究結(jié)果表明,雙載體材料負(fù)載納米零價(jià)鐵制備的復(fù)合材料可作為一類高效、綠色環(huán)保的水處理劑有效去除有機(jī)染料、抗生素和重金屬離子等水體污染物。（1）以多壁碳納米管和改性黏土礦物凹凸棒（MWCNTs/APT）為復(fù)合載體材料負(fù)載改性納米零價(jià)鐵,MWCNTs/APT復(fù)合載體可有效提高納米鐵的反應(yīng)活性和穩(wěn)定性,對(duì)二元混合陽離子染料亞甲基藍(lán)（... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

nZVI的SEM圖像(a,b)和TEM圖像(c,d)

銎渫殉??獺Ｈ攘ρР問?礱鰨?殉??淌欠湃鵲�。諒T┙峁?礱鰨?銑傻?nZVI/CS復(fù)合材料在去除污水中的U(VI)方面具有潛在的應(yīng)用前景。Liu[33]等人研究功能化聚丙烯腈膜上固定nZVI還原Cr(VI)。對(duì)反應(yīng)后的復(fù)合材料進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)Cr(VI)完全轉(zhuǎn)化為Cr(III)，Cr(III)/Fe(III)(氧)羥基形成，nZVI反應(yīng)位點(diǎn)部分脫附。本研究表明，合成的PPN和PON復(fù)合材料具有處理Cr(VI)污染廢水的潛力�？梢�，通過負(fù)載改性納米零價(jià)鐵能夠極大地提高其反應(yīng)活性。1.4載體材料在污染物去除中的研究1.4.1天然黏土礦物凹凸棒在污染物去除中的研究圖1.2APT的SEM圖像(a)、TEM圖像(b)以及APT的晶體結(jié)構(gòu)(c)Fig.1.2SEMimages(a)andTEMimages(b)ofnZVI,thecrystalstructureofAPT(c)凹凸棒(Attapulgite，APT)作為黏土礦物的一種全球范圍內(nèi)均有分布，但是具備工業(yè)開發(fā)應(yīng)用的僅有中、美、法等少數(shù)國家。據(jù)統(tǒng)計(jì)，APT在全球范圍內(nèi)的探明儲(chǔ)量為1.5億噸，我國占了全球總儲(chǔ)存量的50%。美國對(duì)APT的研究應(yīng)用開始于20世紀(jì)40年代，而我國的研究起步較晚，與其他國家的研究相比還存在很大的差距。目前，對(duì)APT的研究主要集中于石油化工、日用化工、精細(xì)化工、食品加工等領(lǐng)域。近幾十年來，隨著環(huán)境問題的日益惡化，APT因獨(dú)特的吸附性能、離子交換性能等逐漸被應(yīng)用于水體和土壤修復(fù)領(lǐng)域[34]。APT又名坡縷石，是一種層鏈狀鎂鋁硅酸鹽礦物，其理論分子式為

?以外，黏土-nZVI在去除重金屬離子和有機(jī)染料中也同樣表現(xiàn)出優(yōu)異的效果。Kadu和Chikate[42]研究了Fe-Ni雙金屬-蒙脫土納米復(fù)合材料化學(xué)吸附去除Cr(VI)。實(shí)驗(yàn)表征結(jié)果說明，蒙脫土負(fù)載雙金屬后納米復(fù)合材料表面活性位點(diǎn)和比表面積均增加，更加有利于Cr(VI)的去除。Wang[43]等人研究了膨潤土-Fe/Pd(B/nZVI/Pd)復(fù)合材料協(xié)同去除甲基橙。在反應(yīng)10min后，B/nZVI/Pd對(duì)甲基橙的去除率為91.87%，而nZVI/Pd和膨潤土的去除率分別為85%和1.41%，可見膨潤土負(fù)載雙金屬后其反應(yīng)活性極大的提高。1.4.2碳納米管在污染物去除中的研究圖1.3(a)MWCNTs和(b)SWCNT的結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1.3Thestructureof(a)MWCNTand(b)SWCNTwasrepresented碳納米管(CNTs)最早于1991年由Iijima提出。它由一個(gè)或多個(gè)石墨烯片纏繞在一起形成圓柱形納米材料。如圖1.3所示CNTs有兩種類型，即多壁碳納米管(MWCNTs)和單壁碳納米管(SWCNTs)[44]。CNTs本身具有獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，被認(rèn)為是世界上最堅(jiān)固的材料之一，廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、環(huán)境工程和材料科學(xué)等領(lǐng)域[45]。CNTs于缺陷段存在化學(xué)活性位點(diǎn)，與其他化合物間可能存在強(qiáng)大的相互作用力。此外，CNTs具有


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