羟基铝柱撑膨润土负载纳米铁的制备与其对硝酸盐氮还原性能的研究.pdfVIP

第四届全国环境化学学术大会论文集(上册) 羟基铝柱撑膨润土负载纳米铁的制备及其对硝酸盐氮还 原性能的研究 李益民、胡六江 (绍兴文理学院化学化T学院，浙江绍兴，312000) 摘要用羟基铝柱撑膨润土作载体，制得负载型纳米铁(NZVFAI．PU．C)，用XRD、BET对其性能进行表征。以硝 酸盐氮为目标污染物，试验了NZⅥ／oH·舢-P几C对不同起始浓度硝酸盐氮的去除作用，也考察了溶解氧、介质pH、 不同起始浓度硝酸盐氮对其去除效率的影响，并与相同铁含量的纳米铁(NZVD进行比较．结果表明：NZVI／ AI-PILC对硝酸盐氮的去除能力远高于相同铁含量的NZVI，也明显优于相同含土量的羟基铝柱撑膨润土和相同含 铁量的NZVI对硝酸盐氮去除率的加和，体现了吸附作用与还原反应之间良好的协同作用；NZVI和NZVFAI-PILC 与硝酸盐氮的反应都符合L-H动力学方程，NZVI／AI．P／LC与硝酸盐氮反应的表观速率常数是相同条件下NZVI与 硝酸盐氮反应的7．7倍。 关键词 负载纳米铁；羟基铝柱撑膨润土；硝酸盐氮：还原：协同作用 0前言 增加零价铁(zvI)表面对污染物的吸附性能有助于提高其还原去除效率01。Zhang等田曾用 用SMZ的吸附和zⅥ还原的协同作用处理四氯乙烯和cr(vD，利用sMZ对污染物的吸附富集促进了 零价铁与污染物之间的电子转移反应，明显地提高了对四氯乙烯和Cr(V1)的还原反应速率，然而 SMZ／ZVI微粒制作过程复杂、成本较高【jJ。 本文用羟基铝柱撑膨润土作载体，通过FeS04与NaBH4反应制得羟基铝柱撑膨润土负载纳米 铁(NZVI／AI-PILC)，试验了它对不同起始浓度硝酸盐氮的去除作用，也考察了溶解氧、介质pH对 其去除率的影响，并与相同铁含量的纳米铁OqzvI)进行比较。此外还对还原反应机理进行了初步 研究。 1 实验部分 1．1纳米铁和负载纳米铁的制备 纳米铁的制备：通过FeS04与NaBF．反应制得纳米铁：ZNVI，经测定含铁量为53．6％。纳米铁 粒子的平均粒度约为10nm，BET比表面积为33．5m2／g． 羟基铝柱撑膨润土负载纳米铁的制备：将一定量的羟基铝柱撑膨润土(A1．P儿C)加入到FeS04 的水溶液中搅拌，然后与NaBt-h反应，制得羟基铝柱撑膨润土负载纳米铁：NZVI／AI．PILC。测得 含铁量为23．9％，负载纳米铁中铁粒子的平均粒度约为8rim，BET比表面积为29．8 m2／g。 1．2实验方法 在一系列的碘量瓶中，分别加入含铁量相同的还原铁粉、纳米铁、羟基铝柱撑膨润土负载纳米 铁以及与羟基铝柱撑膨润土负载纳米铁中相同含土量的羟基铝柱撑膨润土，100m]、pH=7．0的硝 酸钾溶液，在氮气保护、30C下以150r／min振荡，定时取样，用光度法测定相应组分． 2．结果与讨论 2．1催化剂的还原性能 395 第四届全国环境化学学术大会论文集(上册) 2．2．1不同催化剂还原性能的比较 铁(0．2090酚以及与羟基铝柱撑膨润土负载纳米铁中相同含土量的羟基铝柱撑膨润土(0．15919)对 pH=7，100ml浓度为50mg／L的硝酸盐氮的去除率。由图可见，在相同的实验条件下羟基铝柱撑 膨润土负载纳米铁处理硝酸盐氮的效率远好于相同铁含量的纳米铁，也明显高于纳米铁与羟基铝 柱撑膨润土对硝酸盐氮的还原和吸附率之和，这清楚地表明羟基铝柱撑膨润土负载纳米铁在对硝 酸盐氮的处理中明显地存在着吸附和还原之间的协同作用。 ¨ ¨ ¨ ¨ -■■讯 ” ．