納米鐵系金屬復(fù)合材料去除地下水中硝酸鹽污染的研究
發(fā)布時間:2021-07-15 18:23
近年來隨工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展,地下水中硝酸鹽的污染已成為一個相當(dāng)重要的環(huán)境問題,且污染具有日益惡化的趨勢,目前已引起人們的普遍關(guān)注。結(jié)合納米技術(shù)對環(huán)境污染進行修復(fù)是當(dāng)今世界一個新的發(fā)展方向。納米材料具有粒徑小,比表面積大以及表面活性高等特點,并可直接注入地下對污染區(qū)域?qū)崿F(xiàn)原位修復(fù),因此合成新型高效的納米材料去除地下水中硝酸鹽污染已成為環(huán)境中的一個研究熱點課題。目前應(yīng)用于地下水中硝酸鹽去除的技術(shù)主要有生物反硝化、離子交換技術(shù)、膜分離法和化學(xué)還原修復(fù)等技術(shù);其中生物處理法具有高效低耗的特點,但會導(dǎo)致出水中含有細菌和殘留有機物,必須進行后續(xù)處理;離子交換和膜分離等物理化學(xué)處理技術(shù)只是將硝酸鹽污染物進行了濃縮或轉(zhuǎn)移,并沒有對其進行徹底去除,同時產(chǎn)生高濃度再生廢液同樣需要處理;而在化學(xué)還原反硝化中,應(yīng)用負載型催化劑可將大部分硝酸鹽轉(zhuǎn)化為N2,但催化還原過程中需要以H2作為還原劑,而H2容易爆炸,不便于工程施用;納米Fe0可快速還原地下水中的硝酸鹽,但其產(chǎn)物主要為NH4+-N,只有很小部分硝酸鹽可能被轉(zhuǎn)化為N2。針對以上問題,本文采用液相還原法制備了納米級Fe/Ni、Fe/Cu、Fe/Pd和Fe/Pd...
【文章來源】:南開大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:116 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
硝酸鹽和亞硝酸鹽在負載型雙金屬催化劑上的吸附及還原示意圖
1.3 不同還原劑在負載型雙金屬催化劑上的吸附及催化還原示意 Schematic representation of adsorption and reaction steps of the two reductants at monometallic palladium and bimetallic sites.Me: metal, N: reduced N-species還原劑時,甲酸只能吸附于 Pd 單金屬點位上,因此只有屬點位上吸附的 NO3-才能被活性 H 觸及并還原;而以 H2屬點位上吸附的活性 H 以外,有一部分 H 可從貴金屬點,所以吸附于雙金屬活性點位內(nèi)部,而遠離 Pd 點位的 N催化劑中 Pd/Sn 比例較小時,雙金屬點位較多,貴金屬點劑對硝酸鹽的催化還原表現(xiàn)出較高的反應(yīng)活性,而以甲酸屬活性點位內(nèi)部的 NO3-不能被還原,表現(xiàn)出較低的反應(yīng)例催化劑催化還原硝酸鹽的反應(yīng)活性與上述情況相反。證實了上面的觀點,認為在載體表面輔助金屬和貴金屬獨的貴金屬催化活性點位有利于提高硝酸鹽脫氮的活的貴金屬量一般高于輔助金屬的量,如雙金屬負載型 P
顆粒表層保持新鮮,因而鐵可與硝酸鹽進行充分的反應(yīng),表率和較高的去除效果。與之相比,在中性條件或堿性條件下氧化膜不能被去除,使鐵與硝酸鹽的有效接觸受到阻礙,而其表面不斷有鐵氧化物、氫氧化物等沉積于表面,如 Fe2O3、FeCO3等,表現(xiàn)為反應(yīng)速率降低,且去除效果差。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]納米鐵降解水中偶氮染料酸性紅B的動力學(xué)研究[J]. 唐玉斌,呂錫武,陳芳艷. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2006(10)
[2]我國地下水硝酸鹽污染防治及評估預(yù)測方法[J]. 馮錦霞,朱建軍,陳立. 地下水. 2006(04)
[3]萊西地區(qū)施肥對地下水硝酸鹽污染的過程[J]. 王鐵軍,鄭西來,崔俊芳. 中國海洋大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2006(02)
[4]還原鐵粉去除地下水中硝酸鹽氮的研究[J]. 周玲,李鐵龍,全化民,劉海水,唐華章,金朝暉. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2006(02)
[5]地下水硝酸鹽污染研究綜述[J]. 陳建耀,王亞,張洪波,趙新峰. 地理科學(xué)進展. 2006(01)
[6]納米鎳/鐵去除氯代烴影響因素的探討[J]. 劉菲,黃園英,張國臣. 地學(xué)前緣. 2006(01)
[7]納米金屬鐵降解有機鹵化物的研究進展[J]. 程榮,王建龍,張偉賢. 化學(xué)進展. 2006(01)
[8]超聲波/納米鐵粉協(xié)同脫氯降解四氯化碳[J]. 那娟娟,冉均國,茍立,蘇葆輝,李維俊. 化工進展. 2005(12)
[9]超聲波/納米鐵協(xié)同降解氯代苯酚的試驗[J]. 戴友芝,張選軍,宋勇. 環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備. 2005(11)
[10]地下水中NO3-對環(huán)境保護的影響[J]. 宋建治,胡書禮,劉同義,張艷霞. 礦產(chǎn)保護與利用. 2005(05)
本文編號:3286228
【文章來源】:南開大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:116 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
硝酸鹽和亞硝酸鹽在負載型雙金屬催化劑上的吸附及還原示意圖
1.3 不同還原劑在負載型雙金屬催化劑上的吸附及催化還原示意 Schematic representation of adsorption and reaction steps of the two reductants at monometallic palladium and bimetallic sites.Me: metal, N: reduced N-species還原劑時,甲酸只能吸附于 Pd 單金屬點位上,因此只有屬點位上吸附的 NO3-才能被活性 H 觸及并還原;而以 H2屬點位上吸附的活性 H 以外,有一部分 H 可從貴金屬點,所以吸附于雙金屬活性點位內(nèi)部,而遠離 Pd 點位的 N催化劑中 Pd/Sn 比例較小時,雙金屬點位較多,貴金屬點劑對硝酸鹽的催化還原表現(xiàn)出較高的反應(yīng)活性,而以甲酸屬活性點位內(nèi)部的 NO3-不能被還原,表現(xiàn)出較低的反應(yīng)例催化劑催化還原硝酸鹽的反應(yīng)活性與上述情況相反。證實了上面的觀點,認為在載體表面輔助金屬和貴金屬獨的貴金屬催化活性點位有利于提高硝酸鹽脫氮的活的貴金屬量一般高于輔助金屬的量,如雙金屬負載型 P
顆粒表層保持新鮮,因而鐵可與硝酸鹽進行充分的反應(yīng),表率和較高的去除效果。與之相比,在中性條件或堿性條件下氧化膜不能被去除,使鐵與硝酸鹽的有效接觸受到阻礙,而其表面不斷有鐵氧化物、氫氧化物等沉積于表面,如 Fe2O3、FeCO3等,表現(xiàn)為反應(yīng)速率降低,且去除效果差。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]納米鐵降解水中偶氮染料酸性紅B的動力學(xué)研究[J]. 唐玉斌,呂錫武,陳芳艷. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2006(10)
[2]我國地下水硝酸鹽污染防治及評估預(yù)測方法[J]. 馮錦霞,朱建軍,陳立. 地下水. 2006(04)
[3]萊西地區(qū)施肥對地下水硝酸鹽污染的過程[J]. 王鐵軍,鄭西來,崔俊芳. 中國海洋大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2006(02)
[4]還原鐵粉去除地下水中硝酸鹽氮的研究[J]. 周玲,李鐵龍,全化民,劉海水,唐華章,金朝暉. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2006(02)
[5]地下水硝酸鹽污染研究綜述[J]. 陳建耀,王亞,張洪波,趙新峰. 地理科學(xué)進展. 2006(01)
[6]納米鎳/鐵去除氯代烴影響因素的探討[J]. 劉菲,黃園英,張國臣. 地學(xué)前緣. 2006(01)
[7]納米金屬鐵降解有機鹵化物的研究進展[J]. 程榮,王建龍,張偉賢. 化學(xué)進展. 2006(01)
[8]超聲波/納米鐵粉協(xié)同脫氯降解四氯化碳[J]. 那娟娟,冉均國,茍立,蘇葆輝,李維俊. 化工進展. 2005(12)
[9]超聲波/納米鐵協(xié)同降解氯代苯酚的試驗[J]. 戴友芝,張選軍,宋勇. 環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備. 2005(11)
[10]地下水中NO3-對環(huán)境保護的影響[J]. 宋建治,胡書禮,劉同義,張艷霞. 礦產(chǎn)保護與利用. 2005(05)
本文編號:3286228
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