N-Fe/CNT對Pb(Ⅱ)去除的熱力學與動力學研究

劉清 ，楊濤 ，滑熠龍，何小燕，招國棟

(1.南華大學 污染控制與資源化技術湖南省重點實驗室，湖南 衡陽 421001;2.南華大學 資源環境與安全工程學院，湖南 衡陽 421001;3.株洲市水務投資集團有限公司，湖南 株洲 412000)

我國是重金屬鉛的消費大國，鉛的污染物大多難于降解，主要通過水體等進入自然環境，危害人類健康[1]。納米零價鐵(nZVI)具有反應活性強、比表面積大等優點，在去除重金屬污染物時備受青睞[2]。nZVI的傳統制備方法成本高、易團聚等，限制其在生態環境修復中的應用。本文使用向日葵綠色制備nZVI，原理是利用植物提取液中含有的黃酮、多酚等具有還原性的物質還原制備nZVI[3]。MWCNT是一種碳材料，比表面積大，呈中空結構，對污染物具有去除性能[4]。本文將綠色制備的nZVI負載于MWCNT上，擬解決nZVI的易團聚問題，并利用兩者協同去除污染物，實現對含鉛廢水的高效去除。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

硫酸亞鐵、無水乙醇均為分析純；多壁碳納米管(MWCNT)(純度>95%，直徑50～100 nm，長度1～3 μm)、10～60 mg/L的Pb(Ⅱ)標準溶液。

HH-2s數顯恒溫水浴鍋；SHZ-D(Ш)循環水式真空泵；TGL-20B離心機；SIM-ED5-2.5冷凍干燥機；QYC2112恒溫振蕩箱；梅特勒FE20pH計；JSM-7500F型掃描電子顯微鏡；AA6300原子吸收儀。

1.2 綠色N-Fe/CNT復合材料的制備

1.2.1 nZVI的制備 將新鮮向日葵葉用清水及蒸餾水清洗干凈，晾至表面無明顯水跡后，將向日葵葉剪碎，并稱取200 g置于大燒杯中，加入1 L蒸餾水，用保鮮膜密封后，放在80 ℃水浴鍋中恒溫加熱3 h。取出，冷卻至室溫，抽濾制得向日葵葉提取液。在40 ℃且氮氣流速100 mL/min的條件下，將向日葵提取液與Fe2+濃度為0.05 mol/L的FeSO4·7H2O溶液按照1∶1等體積混合于三口瓶中,以500 r/min的速度攪拌90 min制得nZVI懸濁液。