羧甲基纖維素改性凹凸棒石黏土負載納米鐵去除水中Zn(Ⅱ)性能和機制

編號：NMJS07504

篇名：羧甲基纖維素改性凹凸棒石黏土負載納米鐵去除水中Zn(Ⅱ)性能和機制

作者：范先媛 劉紅 龔璇 張家源 廖麗莎

關(guān)鍵詞： 羧甲基纖維素鈉 改性凹凸棒石黏土 納米鐵 負載 重金屬

機構(gòu)： 武漢科技大學資源與環(huán)境工程學院 武漢科技大學 中國水利水電科學研究院

摘要： 為改善納米鐵(NZVI)易氧化鈍化和團聚的問題,以羧甲基纖維素鈉改性的凹凸棒石黏土(CMC-ATP)為載體構(gòu)建了CMC-ATP-NZVI復合材料,并對復合材料去除水中Zn(Ⅱ)的性能與機理進行了研究。結(jié)果表明:僅含33.3%(質(zhì)量分數(shù))納米鐵的CMC-ATP-NZVI與NZVI相比,對水中Zn(Ⅱ)有更快的反應速率和更高的去除效率,而成本卻降低了約2/3。此外,相比未改性的ATP-NZVI復合材料,CMC-ATP-NZVI對Zn(Ⅱ)的吸附量提高了12.49 mg/g。CMC-ATP負載能夠增強NZVI去除水中Zn(Ⅱ)性能的機制主要是:1) CMC-ATP的電動電位比ATP更低,因而對陽離子Zn2+有更大的吸引力;2) CMC-ATP的分散作用使NZVI團聚體的尺寸變小,甚至成為單個納米鐵顆粒,因此復合材料比表面積增大,能提供更多吸附位點;3)CMC-ATP的負載提高了NZVI中Fe0含量,因此NZVI能夠充分發(fā)揮自身反應活性。CMC-ATP-NZVI去除Zn(Ⅱ)機制主要是Fe0氧化和腐蝕產(chǎn)生的氧化物和羥基氧化鐵表面羥基對Zn(Ⅱ)的配合作用以及Zn2+在反應后發(fā)生化學沉淀。