氣溶膠法炭負載納米零價鐵吸附與化學還原性能研究

鄭玥石，占敬敬

(大連理工大學海洋科學與技術學院，遼寧 盤錦 124221)

近年來，納米零價鐵(nZVI)材料由于其強還原性、豐富的表面結合位點、超順磁特性以及廉價易制備的性質被廣泛應用于污染物的吸附與化學還原過程，尤其用于地下水和危廢的處理。nZVI的制備可分為物理法如機械研磨法等、化學法如硼氫化鈉液相還原法等[1-2]。傳統的物理法或化學法在制備nZVI的過程中不可避免與水或空氣接觸使nZVI表面發生鈍化生成Fe3O4層[3]。由于nZVI去除污染物的過程分為直接與污染物接觸發生反應，以及活化過硫酸鹽或H2O2產生活性自由基間接與污染物反應，因此其鈍化的表面對污染物去除效果有所影響[4]。研究表明，由于nZVI易團聚和易氧化，因此會限制其在重金屬、無機鹽及有機物去除過程中的性能[5]。

載體固定法是一種常用的改性處理手法。研究表明，通過載體固定法分散nZVI顆?？捎行П苊鈔ZVI的團聚[6]，同時炭載體可與nZVI構成微電解體系，提高污染物的去除能力[7]。近年來多位學者采用生物炭、碳納米管、石墨等負載制備nZVI復合材料用于去除無機、金屬污染物等領域[8-10]。

本研究采用氣溶膠噴霧法，首先在氮氣保護下，通過高溫碳化氣溶膠顆粒得到球狀炭負載γ-Fe2O3復合材料(γ-Fe2O3/C)，然后利用高溫條件下碳還原γ-Fe2O3得到零價Fe0，從而得到Fe0/C復合材料。并將復合材料用于有機物的吸附和硝酸鹽還原去除過程，通過掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)、熱重(TGA)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)和N2吸附-脫附等分析與宏觀實驗相結合的方式，研究nZVI材料在環境修復領域的應用效果及其化學反應機理?！?br>