纳米零价铁降解水中多溴联苯醚(PBDEs)及降解途径研究 被引量：14

1

作者 杨雨寒 徐伟伟 +3 位作者 彭思侃 卢善富 相艳 梁大为 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期964-971,共8页

纳米零价铁（nZVI）法是多溴联苯醚（polybrominated biphenyl ethers，PBDEs）脱溴的有效方法．其反应动力学与途径对阐明PBDEs降解机制具有重要意义．本研究采用液相还原法制备的nZVI，在含有表面活性剂聚乙二醇辛基苯基醚（Triton X-... 纳米零价铁（nZVI）法是多溴联苯醚（polybrominated biphenyl ethers，PBDEs）脱溴的有效方法．其反应动力学与途径对阐明PBDEs降解机制具有重要意义．本研究采用液相还原法制备的nZVI，在含有表面活性剂聚乙二醇辛基苯基醚（Triton X-100）的条件下，46h内完全降解商用八溴联苯醚（octa-BDE）混合物中高溴代物质（7-9个溴代的同系物），其降解过程符合类一级反应动力学（pseudo-first-order）方程，平均降解速率常数（k）为0．106h^-1．本研究利用数量结构保留关系（quantatitive-structure retention relationship，QSRR）模型建立了在缺乏全系标准样品的情况下PBDEs降解产物的有效分析方法．通过混标中39种PBDEs各标准物在气相色谱中的保留时间，再以BDE47和BDEl83的平均保留时间归一化后得到每种标准物的相对保留时间（relativeretentiontime，RRT），再将数据库中的相对保留时间指数（relative retention time index，RRTI）与实验测得的相对保留时间拟合，得到QSRR模型．利用该模型对octa-BDE降解产物进行定性分析，推导得出nZV!对octa-BDE的还原降解途径．结果表明，nZVI对PBDEs的逐级脱溴过程中，间位的溴原子最容易被取代． 展开更多

关键词 多溴联苯醚 纳米零价铁 还原脱溴 降解途径 降解机制

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生物炭负载纳米零价铁去除废水中重金属的研究进展 被引量：7

2

作者 李华夏 林毅 +1 位作者 周小斌 林华 《环境工程技术学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期787-793,共7页

纳米零价铁(nZVI)因比表面积大、反应活性高及独特的核壳结构,在去除水中重金属方面具有良好的应用前景。但nZVI自身存在易团聚、易氧化失活等缺点,使其工业推广和应用受到限制。将nZVI负载于生物炭(BC)制备生物炭负载型纳米零价铁(nZVI... 纳米零价铁(nZVI)因比表面积大、反应活性高及独特的核壳结构,在去除水中重金属方面具有良好的应用前景。但nZVI自身存在易团聚、易氧化失活等缺点,使其工业推广和应用受到限制。将nZVI负载于生物炭(BC)制备生物炭负载型纳米零价铁(nZVI@BC)复合材料可在一定程度上克服nZVI的缺点,提高nZVI与重金属的反应活性。综述了nZVI@BC去除水中重金属的研究现状,着重介绍了不同BC材料用于nZVI@BC的制备、BC的改性及nZVI的修饰对nZVI@BC去除重金属性能的影响,阐述了nZVI@BC去除几种典型重金属的反应机理,并对nZVI@BC应用于水中重金属去除的发展前景进行了展望。 展开更多

关键词 生物炭 纳米零价铁(nzvi) 改性 重金属 机理

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FeS-Fe^(0)纳米复合材料活化过硫酸盐降解双酚S的研究 被引量：5

3

作者 席岩星 杜江坤 +2 位作者 魏哲 崔雅云 徐田田 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期189-198,共10页

双酚S(BPS)是一种新兴的内分泌干扰物,在环境中广泛存在,并对自然环境和人体健康有严重危害。制备了FeS-Fe^(0)纳米复合材料作为催化剂,明确了FeS-Fe^(0)纳米复合材料活化PS体系(FeS-Fe^(0)/PS体系)的反应条件对去除BPS的影响,包括材料... 双酚S(BPS)是一种新兴的内分泌干扰物,在环境中广泛存在,并对自然环境和人体健康有严重危害。制备了FeS-Fe^(0)纳米复合材料作为催化剂,明确了FeS-Fe^(0)纳米复合材料活化PS体系(FeS-Fe^(0)/PS体系)的反应条件对去除BPS的影响,包括材料中FeS与Fe^(0)摩尔比、材料投加量、PS浓度、溶液初始pH值等,并应用X射线衍射分析、X射线光电子能谱分析等技术表征该复合材料,通过反应体系对比实验、Fe离子溶出实验、PS的消耗实验、猝灭实验、电子顺磁共振波谱检测,探究了FeS-Fe^(0)纳米复合材料的活化机理。实验结果表明:FeS-Fe^(0)/PS体系降解BPS的最优条件为溶液初始pH=3、FeS与Fe^(0)摩尔比1∶25、材料投加量0.10 g/L、PS浓度1.0 mM;FeS-Fe^(0)/PS体系中产生的硫酸根自由基(SO_(4)^(·-))和羟基自由基(HO·)可降解BPS,且HO·占主导作用;FeS-Fe^(0)纳米复合材料表面的FeS促进了铁离子的溶出和循环,因此其活化能力优于纳米零价铁。 展开更多

关键词 FeS-Fe^(0)纳米复合材料 FeS-Fe^(0)/PS体系 双酚S(BPS) 过硫酸盐(PS) 纳米零价铁(nzvi) 硫酸根自由基(SO_(4)^(·-))

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纳米零价铁和零价铁对餐厨垃圾暗发酵制氢过程铁离子和酶活性的影响 被引量：4

4

作者 王雪 苑宏英 +4 位作者 贾璇 李鸣晓 许露珉 王勇 冯作山 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1354-1364,共11页

通过投加不同浓度的纳米零价铁(NZVI)和零价铁(ZVI),考察了暗发酵制氢过程中铁离子组成和浓度变化、氢化酶和脱氢酶活性,研究了2种添加剂强化餐厨垃圾高温((55±1)℃)暗发酵制氢的作用机制。结果表明:投加NZVI和ZVI均可提高餐厨垃... 通过投加不同浓度的纳米零价铁(NZVI)和零价铁(ZVI),考察了暗发酵制氢过程中铁离子组成和浓度变化、氢化酶和脱氢酶活性,研究了2种添加剂强化餐厨垃圾高温((55±1)℃)暗发酵制氢的作用机制。结果表明:投加NZVI和ZVI均可提高餐厨垃圾暗发酵制氢性能;当投加100 mg·L-1 ZVI时,产氢效果最佳,最大产氢潜力和最大产氢速率分别为425.72 mL和66.32 mL·h-1,是投加NZVI实验组的1.64倍和1.34倍,代谢途径是以乙醇型发酵为主的混合型发酵;在投加NZVI和ZVI后,暗发酵制氢末端产物的Fe2+和Fe3+浓度升高,投加300 mg·L-1NZVI和100 mg·L-1 ZVI实验组Fe2+浓度最大,是未投加实验组的2倍和1.87倍;与反应前相比,Fe2+显著升高,Fe3+由于微生物利用与转化浓度降低,同时可有效提高氢化酶活性。投加100 mg·L-1 ZVI不仅可提高氢化酶活性,还可提高脱氢酶活性。以上结果可为提高餐厨垃圾等复杂有机废物的高效能源化提供参考。 展开更多

关键词 餐厨垃圾 暗发酵制氢 纳米零价铁 零价铁 铁离子组成 酶活性

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生物炭负载纳米零价铁修复重金属污染土壤的研究进展

5

作者 王阳 高衍浩 孔凡今 《山东化工》 CAS 2023年第10期98-101,共4页

土壤重金属污染已经成为全球性环境污染问题,针对这一问题,科研学者广泛开展利用新材料修复重金属污染土壤的研究。其中生物炭负载纳米零价铁作为一种新型复合材料,具有比表面积大、还原性强、反应活性高的优点,同时克服了纳米零价铁易... 土壤重金属污染已经成为全球性环境污染问题,针对这一问题,科研学者广泛开展利用新材料修复重金属污染土壤的研究。其中生物炭负载纳米零价铁作为一种新型复合材料,具有比表面积大、还原性强、反应活性高的优点,同时克服了纳米零价铁易氧化和易团聚的缺陷,已经成为重金属污染土壤修复方面研究的热点。本文综述了生物炭负载纳米零价铁的制备方法及其性能影响因素,归纳汇总了生物炭负载纳米零价铁修复重金属污染土壤的机理和应用效果,以期为生物炭负载纳米零价铁修复重金属污染土壤的研究提供参考依据。 展开更多

关键词 生物炭 纳米零价铁 重金属 土壤修复

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纳米零价铁修复三氯乙烷污染地下水的工程应用研究 被引量：1

6

作者 吴育文 《广东化工》 CAS 2019年第13期262-265,共4页

纳米零价铁处理氯代烃污染地下水的研究已在国内外得到了广泛开展,但鲜有其工程实际应用的报道。本研究根据纳米零价铁处理技术的特点,以上海某氯代烃污染场地为例,采用原位注入纳米零价铁的技术方法处理氯代烃污染地下水。通过合理选... 纳米零价铁处理氯代烃污染地下水的研究已在国内外得到了广泛开展,但鲜有其工程实际应用的报道。本研究根据纳米零价铁处理技术的特点,以上海某氯代烃污染场地为例,采用原位注入纳米零价铁的技术方法处理氯代烃污染地下水。通过合理选择影响半径、控制注入压力,并对还原脱氯副产物进行分析,工程取得了良好的处理效果,可为类似污染场地的修复提供借鉴和工程实际经验。 展开更多

关键词 纳米零价铁 氯代烃污染 地下水污染 修复

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戊二醛和纳米零价铁对细菌抗生素抗性基因分布的影响

7

作者 陈珮姗 曹云珂 +1 位作者 周宇泓 马挺 《南开大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期89-95,共7页

抗生素抗性基因(ARGs)污染可对人类健康造成潜在威胁,分析了水处理过程中加入的杀菌剂戊二醛对环境微生物及ARGs分布的影响,加入戊二醛会使混菌体系的微生物数量降低,并将ARGs相对浓度提升2个数量级,意味着单位菌体内含有更多的ARGs.而... 抗生素抗性基因(ARGs)污染可对人类健康造成潜在威胁,分析了水处理过程中加入的杀菌剂戊二醛对环境微生物及ARGs分布的影响,加入戊二醛会使混菌体系的微生物数量降低,并将ARGs相对浓度提升2个数量级,意味着单位菌体内含有更多的ARGs.而添加纳米零价铁(nZVI),能够有效抑制戊二醛处理后的混菌体系ARGs浓度上升现象,ARGs相对浓度仅是加入戊二醛处理后的22.5%.流式细胞术和转录组分析结果表明,0.1%戊二醛的加入使分离出的铜绿假单胞菌DQ14以细胞膜损伤的状态存在,编码外排泵组成蛋白的tolC基因显著上调了6.2倍.研究表明nZVI可有效降低油田水处理系统中使用戊二醛造成的ARGs传播风险. 展开更多

关键词 戊二醛 纳米零价铁 抗生素抗性基因 水处理系统

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一种悬浮纳米零价铁聚合物的制备与表征 被引量：1

8

作者 张威 韩占涛 刘守信 《湖北农业科学》 2015年第20期5099-5102,共4页

研究制备了聚甲基丙烯酸-聚甲基丙烯酸甲酯-聚苯乙烯磺酸三嵌段(PMAA-PMMA-PSS)聚合物,该聚合物用于悬浮纳米零价铁(NZVI)。首先利用原子转移自由基聚合法(ATRP)合成聚甲基丙烯酸叔丁酯-聚甲基丙烯酸甲酯-聚苯乙烯(Pt BMA-PMMA-PSt),然... 研究制备了聚甲基丙烯酸-聚甲基丙烯酸甲酯-聚苯乙烯磺酸三嵌段(PMAA-PMMA-PSS)聚合物,该聚合物用于悬浮纳米零价铁(NZVI)。首先利用原子转移自由基聚合法(ATRP)合成聚甲基丙烯酸叔丁酯-聚甲基丙烯酸甲酯-聚苯乙烯(Pt BMA-PMMA-PSt),然后用三氟乙酸将聚甲基丙烯酸叔丁酯水解为聚甲基丙烯酸,用乙酰基硫酸将聚苯乙烯磺化为聚苯乙烯磺酸。该制备方法在聚合物合成过程中将前人的三步反应改进为一步反应,减少了操作步骤,减少了原材料消耗,提高了反应稳定性和目标物的产率。根据凝胶渗透色谱分析,PMAA-PMMA-PSS相对分子质量可达10万左右,对纳米零价铁的悬浮效果稳定时间可达60 d以上。 展开更多

关键词 纳米零价铁 原子转移自由基聚合法 嵌段聚合物 悬浮剂

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生物炭负载纳米零价铁制备及修复六价铬污染土壤技术研究进展 被引量：20

9

作者 黄开友 申英杰 +5 位作者 王晓岩 王兴润 苑文仪 张承龙 白建峰 王景伟 《环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期203-210,195,共9页

近年来,纳米零价铁颗粒(nZVI)应用于Cr(Ⅵ)污染修复治理技术研究备受关注。生物炭负载型纳米零价铁(nZVI@BC)作为纳米零价铁改性技术之一,具有低成本、易制备和修复效果优越等优点,但此技术应用于Cr(Ⅵ)污染土壤修复方面研究尚不多。生... 近年来,纳米零价铁颗粒(nZVI)应用于Cr(Ⅵ)污染修复治理技术研究备受关注。生物炭负载型纳米零价铁(nZVI@BC)作为纳米零价铁改性技术之一,具有低成本、易制备和修复效果优越等优点,但此技术应用于Cr(Ⅵ)污染土壤修复方面研究尚不多。生物炭(BC)主要通过植物秸秆热解生成,生物炭负载纳米零价铁(nZVI@BC)则通过生物炭与纳米零价铁在热解-液相还原法或一步热解法合成。制备的nZVI@BC能够有效解决纳米零价铁团聚和钝化等缺点,显著提高纳米零价铁(nZVI)利用率。综述了生物炭负载纳米零价铁(nZVI@BC)应用于修复Cr(Ⅵ)污染土壤反应机理和研究进展,总结出提升该材料性能的途径有:通过调整BC热解条件和改性BC以提升BC性能;适当的质量比(BC/nZVI);使用聚乙二醇(PEG)、羧甲基纤维素(CMC)、污泥衍生的BC和茶多酚(TP)提高nZVI稳定性。nZVI@BC材料能够提高土壤中有机质含量,在Cr(Ⅵ)修复治理方面极具应用前景。 展开更多

关键词 生物炭 纳米零价铁 Cr(Ⅵ) 土壤修复

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纳米零价铁(NZVI)对厌氧产甲烷活性、污泥特性和微生物群落结构的影响 被引量：15

10

作者 苏润华 丁丽丽 任洪强 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期3286-3296,共11页

重点比较了纳米零价铁(NZVI)和微米级铁(ZVI)短期暴露条件下,厌氧产甲烷过程中污泥产甲烷活性、污泥生理生化特征、细胞膜磷脂组成和微生物群落结构的变化.结果表明,NZVI组中累积产甲烷量随着NZVI投加浓度的增加降低.5 000mg·L^(-1... 重点比较了纳米零价铁(NZVI)和微米级铁(ZVI)短期暴露条件下,厌氧产甲烷过程中污泥产甲烷活性、污泥生理生化特征、细胞膜磷脂组成和微生物群落结构的变化.结果表明,NZVI组中累积产甲烷量随着NZVI投加浓度的增加降低.5 000mg·L^(-1)ZVI组累积产甲烷量未受影响.5 d时NZVI(100~5 000 mg·L^(-1))组铁离子浓度是空白组的1.6~7.4倍,5 000mg·L^(-1)ZVI组铁离子浓度略高于空白组.5 000 mg·L^(-1)NZVI组胞外聚合物总量大幅下降为空白组的21.1%,而活菌比仍可保持在空白组的79.7%.辅酶F420和辅酶M含量在5 000 mg·L^(-1)NZVI组中为空白组的40.2%和61.6%,但100 mg·L^(-1)NZVI组和5 000 mg·L^(-1)ZVI组中辅酶F420含量升高为空白组的1.3倍.不同实验组污泥支链脂肪酸和不饱和脂肪酸的总含量为:ZVI-5 000(21.18%)>空白组(19.37%)>NZVI-1000(16.69%)>NZVI-5000(15.94%)>NZVI-100(12.08%).NZVI可使环境中铁离子浓度升高和细胞膜流动性下降,降低细胞活性和产甲烷关键辅酶活性,从而对产甲烷过程造成抑制;主成分分析和冗余分析表明,厌氧系统中微生物群落组成可受到NZVI的影响发生较大变化,Nakamurella、Bacillus、Trichococcus和Petrimonas对NZVI耐受性高. 展开更多

关键词 纳米零价铁 辅酶 磷脂脂肪酸 微生物群落 冗余分析

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生物炭负载纳米零价铁活化过一硫酸盐降解诺氟沙星 被引量：2

11

作者 刘婧妍 李宁 +4 位作者 朱栩楷 陈再明 周芷若 汪美贞 黄丹 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期47-61,共15页

诺氟沙星(Norfloxacin,NOR)是一种含有C—F键的难降解抗生素,具有强持久性和较高毒性,传统的处理方法难以有效去除NOR.基于过硫酸盐的高级氧化技术具有较高的选择性、适应性、去除效率等优点,已被广泛研究用于有机污染物的去除.本研究... 诺氟沙星(Norfloxacin,NOR)是一种含有C—F键的难降解抗生素,具有强持久性和较高毒性,传统的处理方法难以有效去除NOR.基于过硫酸盐的高级氧化技术具有较高的选择性、适应性、去除效率等优点,已被广泛研究用于有机污染物的去除.本研究以螺旋藻为原材料热解得到的生物炭(Biochar,BC)为基底,选取具有高还原能力的纳米零价铁(Nano zero-valent iron,nZVI)作为其可能的活性中心,将nZVI负载至BC表面制备了生物炭负载纳米零价铁(nZVI-BC),以综合发挥碳载体与铁活性中心的作用高效催化过硫酸盐降解有机污染,并通过研究nZVI-BC的结构特征和对NOR的去除效率,探究其对过一硫酸盐(Peroxymonosulfate,PMS)的活化效能及机理.结果表明,nZVI-BC活化PMS降解NOR具有优异的催化性能,其降解效率随着材料碳铁负载质量比(C/Fe)的减少而升高,在最佳反应条件下,当C/Fe=1:1时,120 min内nZVI-BC/PMS对NOR的去除率可达到98.8%.降解过程符合拟一级动力学,nZVI-BC/PMS体系在2 min内的降解速率可达(0.69±0.09)min-1,分别是nZVI和BC800催化PMS体系的2.55倍和6.27倍,且弱酸条件(pH=4.00)及温度升高(T=45℃)更利于nZVI-BC催化PMS降解NOR.nZVI-BC/PMS降解NOR是以·OH、·SO_(4)^(-)和参与的自由基途径及以^(1)O_(2)主导作用的非自由基途径的协同效果,贡献作用为^(1)O_(2)>·SO_(4)^(-)>·OH>·O_(2)^(-),其中,^(1)O_(2)在整个反应路径中起至关重要的作用,贡献率达38.46%.据降解产物分析,得知NOR在nZVI-BC/PMS体系中的降解主要是通过脱氟和哌嗪环的开环裂解,最终转化为短链酸、CO_(2)和H_(2)O.本研究为实现NOR在水体中的高效去除提供了一种实际可用、高效环保的方法,同时为阻控新型污染物和抗生素耐药污染提供了新策略. 展开更多

关键词 生物炭(BC) 纳米零价铁(nzvi) 过硫酸盐(PMS) 诺氟沙星(NOR) 降解

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纳米零价铁/EGSB耦合深度处理印染废水的研究 被引量：6

12

作者 钟笑涵 喻阳 +4 位作者 刘思莹 赵娟娟 刘佳 夏东升 潘飞 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期80-84,共5页

采用纳米零价铁(nZVI)-厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)耦合处理印染废水,以活性艳红X-3B溶液模拟印染废水,单独nZVI和单独EGSB作为空白对照,考察了不同nZVI浓度、pH、初始X-3B浓度、温度等条件对该耦合体系处理效果的影响。试验结果表明:nZVI... 采用纳米零价铁(nZVI)-厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)耦合处理印染废水,以活性艳红X-3B溶液模拟印染废水,单独nZVI和单独EGSB作为空白对照,考察了不同nZVI浓度、pH、初始X-3B浓度、温度等条件对该耦合体系处理效果的影响。试验结果表明:nZVI/EGSB耦合体系能有效去除印染废水的色度,在染料X-3B初始浓度为100 mg/L,nZVI投加量为0.5 g/L,pH 6.0,30℃的条件下,48 h以内去除率可达98.93%。该耦合体系脱色效果明显高于单独nZVI或单独EGSB反应器处理效果,有较好的应用前景。 展开更多

关键词 纳米零价铁(n ZVI) EGSB反应器 耦合 活性艳红X-3B 脱色

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基于文献计量的微生物协同ZVI/nZVI的研究进展

13

作者 张晨燕 《现代盐化工》 2023年第2期24-25,64,共3页

ZVI/nZVI凭借其优异的污染物去除性能以及在环境修复中的其他优点,引起了国内外研究人员的极大关注。基于中国知网和Web of Science核心合集数据库中英文文献数据,对国内外微生物协同零价铁(ZVI)/纳米零价铁(nZVI)的相关文献进行年代分... ZVI/nZVI凭借其优异的污染物去除性能以及在环境修复中的其他优点,引起了国内外研究人员的极大关注。基于中国知网和Web of Science核心合集数据库中英文文献数据,对国内外微生物协同零价铁(ZVI)/纳米零价铁(nZVI)的相关文献进行年代分布、期刊分布、关键词共现、时间演进及突现等方面的文献计量分析。结果显示,年度论文总数的增长趋势可分为3个阶段。中国是这一领域最活跃的国家,Journal of Hazardous Materials是出版物数量最多的期刊。有关ZVI与微生物的研究重点是甲烷生产、厌氧消化、脱氯作用;微生物协同nZVI的研究集中于微生物群落、修复、生物毒性、生物炭。关键词的时间演进图谱将其分为9种聚类,关键词的突现分析表明细胞分子水平的机理研究和零价铁生物毒性的创新可能是未来的研究方向。 展开更多

关键词 零价铁(ZVI) 纳米零价铁(nzvi) 文献计量分析 微生物协同

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钢渣负载纳米零价铁-羟基磷灰石的制备及其对锰的吸附性能 被引量：4

14

作者 卢琪愿 张卫民 王玉罡 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2022年第5期86-94,共9页

通过液相还原法制备钢渣负载纳米零价铁-羟基磷灰石(S-FH)。分析Fe^(0)-HAP被负载前后的微观形貌,研究了pH、S-FH投加量、反应时间和锰的初始浓度对S-FH吸附锰的影响,并借助吸附动力学模型和吸附等温模型对吸附机理作进一步分析。结果表... 通过液相还原法制备钢渣负载纳米零价铁-羟基磷灰石(S-FH)。分析Fe^(0)-HAP被负载前后的微观形貌,研究了pH、S-FH投加量、反应时间和锰的初始浓度对S-FH吸附锰的影响,并借助吸附动力学模型和吸附等温模型对吸附机理作进一步分析。结果表明,在锰溶液初始浓度5 mg/L、pH=5,S-FH用量0.1 g和反应时间300 min条件下,吸附效果最佳。S-FH对锰的吸附过程更符合Freundlich吸附等温线模型(R^(2)>0.98)和准二级动力学模型(R^(2)>0.99)。吸附机理为离子交换、表面络合和溶解-沉淀。 展开更多

关键词 钢渣 纳米零价铁(nzvi) 羟基磷灰石(HAP) 锰 吸附机理

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氧气促进纳米零价铁除砷效果及其作用机制 被引量：5

15

作者 孙路静 孟颖 +2 位作者 赵子旺 姚国庆 栾富波 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期84-94,共11页

为了探究氧气对纳米零价铁(nZVI)除砷的影响,考察了不同的氧含量(厌氧、低氧、中氧和高氧)条件下nZVI对As(Ⅲ)/As(V)的去除效果,并结合表征结果分析了氧气对nZVI除砷的影响机制。结果表明:氧气存在会显著促进nZVI对As(Ⅲ)/As(Ⅴ)的去除... 为了探究氧气对纳米零价铁(nZVI)除砷的影响,考察了不同的氧含量(厌氧、低氧、中氧和高氧)条件下nZVI对As(Ⅲ)/As(V)的去除效果,并结合表征结果分析了氧气对nZVI除砷的影响机制。结果表明:氧气存在会显著促进nZVI对As(Ⅲ)/As(Ⅴ)的去除,但不同氧含量对nZVI除砷的促进程度有所不同;随着氧含量的增加,As(Ⅲ)/As(Ⅴ)的去除率呈现先增大后减小然后再增大的趋势。在初始砷浓度为50 mg·L^(-1)、nZVI投加量为200 mg·L^(-1)、O_(2)/nZVI摩尔比等于0.5时,砷的去除率达到最大,As(Ⅲ)和As(Ⅴ)体系中砷的去除率分别为96.27%和51.75%。固相表征结果表明:氧气对nZVI的氧化程度及除砷效果具有较大的影响,在低氧条件下,nZVI被少量氧化为无定型铁矿物进而提高除砷效果;在中氧条件下,nZVI被氧化为大量的溶解态Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ),溶解态铁对砷没有去除效果,从而导致砷的去除率降低;在高氧条件下,nZVI被大量氧化,溶解态Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)进一步被氧化形成新的无定型铁矿物,可增强除砷效果。以上结果可为评估不同氧含量条件下纳米零价铁除砷效果以及人为强化纳米零价铁除砷效果提供参考。 展开更多

关键词 纳米零价铁 砷 地下水 氧气含量

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BC-nZVI诱导厌氧氨氧化工艺的快速启动及运行特性 被引量：1

16

作者 贺志豪 李星燃 +3 位作者 王建芳 骆子琛 胡俊彤 蔡云菲 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1023-1032,共10页

厌氧氨氧化工艺的启动周期和稳定性已成为工程化应用的制约因素,铁元素可促进厌氧氨氧化菌的生长,BC-nZVI诱导下厌氧氨氧化工艺的启动与长期稳定运行特性是值得研究的课题。为此,采用液相还原法制备BC-nZVI复合材料,成功将粒径100~500 n... 厌氧氨氧化工艺的启动周期和稳定性已成为工程化应用的制约因素,铁元素可促进厌氧氨氧化菌的生长,BC-nZVI诱导下厌氧氨氧化工艺的启动与长期稳定运行特性是值得研究的课题。为此,采用液相还原法制备BC-nZVI复合材料,成功将粒径100~500 nm的nZVI负载于生物炭表面。在膨胀颗粒污泥床(expanded granular sludge bed,EGSB)中,BC-nZVI的投加大幅缩短了Anammox工艺的启动时间,提高了氮负荷冲击性能以及在弱酸性环境下的适应能力。通过投加30 mg·L^(-1)BC-nZVI,仅需43 d即可快速启动Anammox工艺,总氮去除负荷和去除率稳定在0.22 kg·d^(-1)和80%以上。在BC-nZVI强化成熟的污泥体系中,浮霉菌门(Planctomycetota)和变形菌门(Proteobaxteria)占主导,其中unclassified-Brocadiaceae作为AnAOB优势菌属相对丰度达22.3%,成为绝对的优势功能菌。 展开更多

关键词 EGSB ANAMMOX Feammox 快速启动 纳米零价铁 脱氮效能

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纳米零价铁颗粒去除As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的动力学过程及性能研究 被引量：4

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作者 王茜茜 孙路静 +4 位作者 赵子旺 孟颖 王亚华 张鉴达 栾富波 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期4519-4527,共9页

本研究系统分析了不同初始砷浓度和不同nZVI投加量等条件下,nZVI去除As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的动力学过程和除砷性能.结果表明,nZVI可快速有效地去除As(Ⅲ)和As(Ⅴ),除砷过程均符合准二级动力学模型,且As(Ⅲ)的去除速率明显快于As(Ⅴ).在砷浓度... 本研究系统分析了不同初始砷浓度和不同nZVI投加量等条件下,nZVI去除As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的动力学过程和除砷性能.结果表明,nZVI可快速有效地去除As(Ⅲ)和As(Ⅴ),除砷过程均符合准二级动力学模型,且As(Ⅲ)的去除速率明显快于As(Ⅴ).在砷浓度为5 mg·L;时,As(Ⅲ)去除速率常数达最大值0.30 g·mg;·min;,为As(Ⅴ)去除速率(0.034 g·mg;·min;)的8.8倍.Weber-Morris粒子内扩散模型拟合结果表明,nZVI除砷速率是由外扩散和颗粒内扩散共同控制的.分析反应平衡时砷浓度测定结果,发现不同砷浓度条件下nZVI对As(Ⅲ)的去除量为As(Ⅴ)的1.5~2.6倍,nZVI对砷的去除量随初始砷浓度增加而降低,随nZVI投加量增加而增加.砷浓度为50.0 mg·L;时,As(Ⅲ)和As(Ⅴ)去除量达到最高,分别为152.14 mg·g;和62.02 mg·g;,均高于传统(羟基)氧化铁对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的去除量.因此,nZVI可高效去除水中As(Ⅲ)和As(Ⅴ),且用于修复以As(Ⅲ)污染为主的地下水更具有优势. 展开更多

关键词 纳米零价铁(nzvi) As(Ⅲ)和As(Ⅴ) 动力学过程 除砷能力

原文传递

负载纳米零价铁的铁碳材料制备及其降解抗生素性能研究 被引量：3

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作者 权衡 牛琳 +3 位作者 时迪 汪霞 梁为纲 赵晓丽 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期2732-2747,共16页

近年来,基于纳米零价铁(nano zero-valent iron,nZVI)的非均相Fenton氧化技术成为了抗生素废水研究领域的热点,但是nZVI易迁移和易团聚的缺点限制了其进一步应用.为了解决该问题,本文选择含氮有机物乙二胺四乙酸(EDTA)和三聚氰胺(MA)作... 近年来,基于纳米零价铁(nano zero-valent iron,nZVI)的非均相Fenton氧化技术成为了抗生素废水研究领域的热点,但是nZVI易迁移和易团聚的缺点限制了其进一步应用.为了解决该问题,本文选择含氮有机物乙二胺四乙酸(EDTA)和三聚氰胺(MA)作为配体,含有机碳的醋酸亚铁作为铁源,采用机械球磨法-高温裂解相结合的方法制备了负载nZVI的铁碳材料,并以磺胺噻唑(sulfathiazole,STZ)为目标污染物,探讨了Fe@EDTA(醋酸亚铁@乙二胺四乙酸)和Fe@MA(醋酸亚铁@三聚氰胺)2种铁碳复合材料激发过氧化氢(H_(2)O_(2))的非均相Fenton催化体系(Fe@C-H_(2)O_(2)体系)的影响因素及其作用机制.结果表明:①Fe@EDTA材料中纳米铁粒子的直径约为4 nm,在碳层中均匀分布,这种结构使得其具有较强的催化能力,而Fe@MA材料中的nZVI则聚集成直径约为400 nm的大颗粒,被100 nm碳层包覆.②Fe@EDTA材料的最佳铁碳比(醋酸亚铁与有机配体的质量比)为2∶1,Fe@MA材料的最佳铁碳比为3∶1,2种铁碳复合材料的最佳试验条件均为初始pH=3、H_(2)O_(2)投加量25 mmol/L、铁碳复合材料投加量0.2 g/L、STZ初始浓度20 mg/L.在最优条件下,2种铁碳复合材料的Fe@C-H_(2)O_(2)体系均可在30 min内完全降解STZ.③STZ的降解以及羟基自由基(∙OH)的产生均符合伪一级动力学模型.④连续运行300 min后,Fe@EDTA-H_(2)O_(2)体系对STZ的降解率仍高达82%,而Fe@MA-H_(2)O_(2)体系对STZ的降解率约为48%.⑤基于∙OH猝灭试验,推测铁碳复合材料与H_(2)O_(2)的非均相Fenton催化体系的机理是nZVI诱导的非均相Fenton氧化,其中∙OH和超氧自由基(∙O_(2)^(−))在氧化降解有机污染物过程中起到关键作用.研究显示,nZVI颗粒粒径更小的Fe@EDTA材料具有更加优异的催化性能以及更好的重复利用性和稳定性,能够高效降解水中的STZ. 展开更多

关键词 非均相FENTON 纳米零价铁(nzvi) 磺胺噻唑(STZ)

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生物炭负载纳米零价铁耦合微生物低温脱氮

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作者 孙正翔 马世强 +4 位作者 张仪琳 马雪琦 惠雨欣 韩晓颖 唐美珍 《曲阜师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2023年第1期88-95,共8页

为提高耐低温异养硝化-好氧反硝化菌株Pseudomonas fluorescent sp.Z03在低碳氮比条件下的脱氮能力,采用液相还原法制备了生物炭负载纳米零价铁复合材料nZVI-BC700.结果表明:在初始氨氮浓度为50 mg/L的情况下,nZVI投加量为0.2 g/L时,nZV... 为提高耐低温异养硝化-好氧反硝化菌株Pseudomonas fluorescent sp.Z03在低碳氮比条件下的脱氮能力,采用液相还原法制备了生物炭负载纳米零价铁复合材料nZVI-BC700.结果表明:在初始氨氮浓度为50 mg/L的情况下,nZVI投加量为0.2 g/L时,nZVI-8BC700耦合体系的最适pH为6.8~7.0,nZVI-8BC700可以有效提高微生物(Z03)的脱氮效率,在72 h内氨氮去除率提高至62.1%,相同条件下,比单独Z03的脱氮效率提高21.1%.推测达到这种结果可能是因为nZVI-8BC700为生物脱氮过程提供了电子供体,并提高了相关脱氮酶的活性,在还原和吸附共同作用下完成了水体氨氮的去除. 展开更多

关键词 微生物 纳米零价铁 低碳氮比 耦合体系

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nZVI/Cu活化过硫酸盐强化电动修复磺胺甲恶唑污染土壤的机理研究

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作者 陈靖雯 祝方 杨月 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期187-193,共7页

采用过硫酸盐(PS)或过氧化氢(H_(2)O_(2))作为阳极电解液,并向其中加入纳米零价铁/铜(nZVI/Cu)悬浮液用于激活反应,通过nZVI/Cu活化PS增强电动(EK)修复磺胺甲恶唑(SMX)污染土壤,研究不同氧化剂和nZVI/Cu浓度对污染土壤中SMX去除效果的... 采用过硫酸盐(PS)或过氧化氢(H_(2)O_(2))作为阳极电解液,并向其中加入纳米零价铁/铜(nZVI/Cu)悬浮液用于激活反应,通过nZVI/Cu活化PS增强电动(EK)修复磺胺甲恶唑(SMX)污染土壤,研究不同氧化剂和nZVI/Cu浓度对污染土壤中SMX去除效果的影响及其去除机理。结果表明:当电压为2.0V/cm、阳极液为0.1mol/L Na_(2)S_(2)O_(8)和3.0g/L nZVI/Cu悬浮液时,污染土壤中SMX的平均去除率可达92.0%,能耗为321kW·h/t;未被nZVI/Cu激活时,PS仅能去除污染土壤中57.9%的SMX;PS活化比H_(2)O_(2)催化具有更高的电流和SMX去除率;随着nZVI/Cu浓度的增加,PS的活化效率和污染土壤中SMX的去除率均有所提高;nZVI/Cu活化PS能够释放SO_(4)·-和HO·自由基用于氧化和降解SMX,影响土壤含水率和pH值的变化。 展开更多

关键词 污染土壤 电动修复 磺胺甲恶唑(SMX) 纳米零价铁/铜(nzvi/Cu) 过硫酸盐(PS) 机理 影响因素

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