多孔纳米零价铁及多孔纳米零价铁复合材料
纳米零价铁 氟离子
纳米零价铁（Nanoscale Zero-Valent Iron，NZVI）是一种由纳米级铁颗粒组成的材料。
NZVI具有很高的比表面积和反应活性，广泛应用于环境修复领域，特别是在污染物的去除和降解方面。
氟离子（Fluoride ion）是氟原子带一单位负电荷的离子形式。
在环境和水资源管理中，氟离子的浓度控制和移除非常重要，因为高浓度的氟离子可以对人体健康和生态系统造成负面影响。
在环境修复中，NZVI被广泛研究和应用于氟离子的去除。
NZVI通过与氟离子发生化学反应，将其转化为固态或难溶的氟化物沉淀物，从而将氟离子从水中去除。
这个过程被称为铁还原-氟化物沉淀（Iron Reduction-Fluoride Precipitation，IRFP）。
NZVI材料通过其高比表面积和活性表面上的零价铁颗粒，有效地与溶解的氟离子发生反应。
通过封装NZVI或将其固定在适当的载体上，可以实现更好的处理效果和操作性。
此外，它还可以结合其他环境修复技术（如吸附、沉淀、生物降解等）一起使用，以达到更好的去除效果。
需要注意的是，为了确保NZVI的应用安全和有效性，需要进行充分的前期研究和实验室规模试验。
此外，实际应用时还需要考虑到环境条件、水质特性、处理量等因素，以确保处理效果和环境效益的最大化。
纳米零价铁的制备技术及其应用研究进展
( 1. Institute of Coal Chemical Industry Technology of Ningxia Coal Industry Co. , Ltd, China National Energy Group,
Yinchuan 750001, China; 2. College of Chemistry and Chemical Engineering, Ningxia University, Yinchuan 750001, China)
下,加入螯合 配 体 EDTA,用 NaBH 4 还 原 FeSO 4 合 成
了 nZVI 颗粒,用于焦炉含酚废水降解,发现在 1 h 内
可有效降解苯酚 70% ~ 75% ,化学需氧量 ( COD) 降低
了近 33% 。 Jia 等 [ 14] 采用液相还原法制备了 nZVI,并
研究 35 ℃ 厌氧消化 过 程 中 不 同 浓 度 的 nZVI 对 沼 气
prospects in environmental remediation. However, the large-scale application of nZVI is limited by its easy oxidation,
agglomeration and low mechanical strength. This paper systematically compared the characteristics of mechanical method, gas
60 ~ 80 nm 均匀分布,但 因 nZVI 极 易 被 氧 气 氧 化,制
氯乙烯的去除率 均 高 于 工 业 可 用 的 nZVI 颗 粒,分 析
本 [ 15-20] 。
纳米零价铁复合材料及其制备方法和用途[发明专利]
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专利名称：纳米零价铁复合材料及其制备方法和用途
专利类型：发明专利
发明人：张丹,朱阳弋,郭利杰,李文臣,王丹宇,饶文秀,吕国诚申请号：CN201810531529.4
申请日：20180529
公开号：CN110538628A
公开日：
20191206
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种纳米零价铁复合材料，由纳米零价铁分散附着在载体上；所述材料在XRD衍射图谱的44°‑45°处具有Fe的特征衍射峰；在红外光谱的1300‑1400cm处具有Fe的特征峰。
该复合材料中含有纳米零价铁，其可以降解处理有机染料；而蒙脱石对有机染料具有吸附作用，通过双重作用处理印染废水。
所述复合材料可以重复再生使用，有利于节约成本。
申请人：北京矿冶科技集团有限公司,中国地质大学(北京)
地址：100160 北京市丰台区南四环西路188号总部基地18区23号楼
国籍：CN
代理机构：北京康思博达知识产权代理事务所(普通合伙)
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纳米零价铁密度
纳米零价铁密度纳米零价铁（Nano zero-valent iron，NZVI）是一种具有广泛应用前景的纳米材料，其密度是指单位体积内所含质量的大小。
本文将从纳米零价铁的基本概念入手，介绍其密度的相关知识，并探讨其在环境治理、污染修复和水处理等领域的应用。
一、纳米零价铁的基本概念及制备方法纳米零价铁是指粒径在1-100纳米范围内的零价铁颗粒，具有较大的比表面积和活性。
其制备方法主要包括化学法、物理法和生物法等。
化学法是目前最常用的方法之一，通过还原反应制备纳米零价铁颗粒，常用的还原剂有亚铁离子、氢气和硼氢化钠等。
二、纳米零价铁的密度纳米零价铁的密度与普通金属铁相似，约为7.87克/立方厘米。
由于其粒径较小，比表面积较大，因此在单位体积内所含质量相对较少。
但纳米零价铁的比表面积越大，其活性也相应增强，对于污染物的去除效果更好。
三、纳米零价铁在环境治理中的应用1. 土壤污染修复：纳米零价铁通过还原、吸附和催化等作用，能够高效去除土壤中的重金属离子、有机物和阴离子等污染物，对于土壤污染修复具有良好的应用前景。
2. 地下水污染治理：纳米零价铁能够降解地下水中的有机物和氯化物，对于有机污染物和含氯溶剂的去除效果显著，可用于地下水污染的修复和治理。
3. 水处理：纳米零价铁可用于水中重金属离子的去除，如铜离子、铅离子等，通过吸附和沉淀作用，有效净化水质，提高水处理的效率和质量。
四、纳米零价铁的优缺点纳米零价铁具有以下优点：1. 比表面积大，活性高，对污染物有较好的去除效果。
2. 制备方法多样，适应性强，可根据不同需求进行调控。
3. 对环境友好，可降解为铁离子，无残留污染。
然而，纳米零价铁也存在一些缺点：1. 在实际应用中，纳米零价铁的分散性和稳定性较差，需采取措施进行改善。
2. 高纳米零价铁浓度可能对环境产生副作用，需要进行风险评估和控制。
3. 纳米零价铁的制备成本较高，限制了其规模化应用。
五、总结纳米零价铁是一种具有潜在应用价值的纳米材料，其密度约为7.87克/立方厘米。
纳米零价铁的制备及应用研究进展
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2017年第36卷第6期·2208·化 工 进展纳米零价铁的制备及应用研究进展谢青青，姚楠（浙江工业大学化学工程学院，工业催化研究所，绿色化学合成技术国家重点实验室培育基地，浙江 杭州 310032）摘要：纳米零价铁催化材料具有价格低廉、比表面积大、还原性强、吸附性和反应活性优异等优点，可通过不同机制降解各类环境污染物（如重金属、无机阴离子、放射性元素、卤代有机化合物、硝基芳香化合物、环境内分泌干扰物等），被视为一种有着广阔应用前景的新材料，是目前国内外研究的热点。
本文详细介绍了纳米零价铁的典型制备方法（如物理法、化学液相还原法、热分解法、碳热法、多元醇法等）和新型绿色合成技术，同时总结了纳米零价铁在环境污染物处理和催化方面的最新应用进展，阐述了纳米零价铁在各类反应中的作用机理和效能，并提出了纳米零价铁催化材料在实际应用中尚需解决的团聚和氧化等问题，未来的研究目标应着重于改进或开发新制备方法以降低成本和拓宽纳米零价铁催化材料的应用范围。
关键词：纳米零价铁；制备；还原；催化中图分类号：TB39 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）06–2208–07 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017.06.034Progress of preparation and application of nanoscale zero-valent ironXIE Qingqing ，YAO Nan（College of Chemical Engineering ，Institute of Industrial Catalysis ，State Key Laboratory Breeding Base of Green Chemistry Synthesis Technology ，Zhejiang University of Technology ，Hangzhou 310032，Zhejiang ，China ）Abstract ：Nanoscale zero-valent iron catalytic materials have advantages of low cost ，high reactionactivity ，high specific surface area and excellent adsorption properties. The excellent performances of these materials in various environmental pollutants （e.g. heavy metals ，inorganic anions ，radioactive elements ，halogenated organic compounds ，nitroaromatic compounds and endocrine-disrupting chemicals ）remediation through different degradation mechanisms have made them be regarded as a new type of material that having broad application prospect. In this review ，the typical preparation methods ，including physical method ，chemical liquid phase reduction method ，thermal decomposition method ，carbothermal synthesis and polyol process ，and novel green synthesis technology ，of nanoscale zero-valent iron are introduced in detail. Moreover ，the applications as well as the reaction mechanism and efficiency of nanoscale zero-valent iron in environmental pollution treatment and catalysis are summarized. In addition ，some unresolved scientific problems including the oxidation and the agglomeration of nanoscale zero-valent iron are mentioned. It also suggests that the future research should be focused on the improvement or development of new synthetic method to reduce the cost and to extend the application field of the nanoscale zero-valent iron materials. Key words ：nanoscale zero-valent iron ；preparation ；reduction ；catalysis米零价铁的制备及其应用。
纳米零价铁复合材料对硝酸盐的去除研究
第53卷第2期 辽 宁 化 工 Vol.53，No. 2 2024年2月 Liaoning Chemical Industry February，2024收稿日期： 2023-05-18纳米零价铁复合材料对硝酸盐的去除研究李冰璇（大连理工大学盘锦产业技术研究院， 辽宁 盘锦 124221）摘 要： 纳米零价铁可通过化学还原作用快速去除水中硝酸盐，反应过程中，由于纳米零价铁颗粒具有强烈的团聚倾向，会使得表面吸附位点减少，缩小了与污染物的接触面积，从而影响去除效率。
该文采用一种新的制备方法用碳微球对纳米零价铁进行负载不仅提高了其稳定性，有效提升了比表面积和分散性能，减少了聚合现象的发生，同时加入贵金属镍起到了一定的催化作用，能显著提升对硝酸盐的还原效率。
研究证明，这种负载型纳米零价铁镍双金属复合材料对水中硝酸盐具有很好的去除效率，在相同条件下，反应90 min，Fe-Ni 和Fe-Ni/AC 对硝酸盐的去除效率分别为78.68%和86.78%，而Fe-Ni/C 对硝酸盐的去除率为99.29%。
关 键 词：纳米零价铁； 硝酸盐； 改性； 负载； 去除效率中图分类号：TB331 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2024）02-0238-04由于农业施肥、污水灌溉及生活污水的排放等，使得硝酸盐（NO 3-）成为地下水中的主要污染物之一，硝酸盐作为有氧环境中最稳定的含氮化合物形式，在全球范围乃至我国已成为最普遍存在的环境问题[1-2]。
硝酸盐常用的修复技术有物理修复技术、生物修复技术、化学修复技术及多种方法组合应用技术。
物理修复技术是采用电渗析法、离子交换法、反渗透膜分离法和蒸馏法等物理过程将硝酸盐从地下水中分离和去除；异养反硝化、自养反硝化和混养反硝化技术是目前常用的生物修复技术；化学修复技术包括活泼金属还原法和催化还原法，因修复时间短、去除速率高得到了广泛应用[3-6]。
目前最常用的金属还原剂有铁、镁、铝、锌等，铁因生物毒性更小、价格更低廉、反应更迅速、操作更简便，纳米零价铁由于具有微小的粒径和较高的比表面积，使得其在地下水中有良好的分散性和迁移性，因而在硝酸盐修复领域受到了更深入的研究[7-8]。
多孔材料负载型纳米零价铁的制备及其在环境中的应用进展
山 东 化 工 收稿日期：２０１８－１１－１３基金项目：国家自然科学基金青年项目（２１７０７１０４）；中央高校基本科研业务费专项资金（０４００２１９３７６）作者简介：王世林（１９９３—），男，河南郑州人，硕士研究生，主要从事纳米零价铁复合材料的合成及污染物去除机理的研究。
多孔材料负载型纳米零价铁的制备及其在环境中的应用进展王世林，滕 玮（同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室，上海 ２０００９２）摘要：纳米零价铁（ｎＺＶＩ）因其比表面积大，还原电势高、反应活性优异等特点被广泛应用于地下水和废水污染物的去除，展现出良好的去除效果。
但易团聚、易氧化等问题使ｎＺＶＩ的应用受到局限。
近年来，通过将ｎＺＶＩ负载在多孔材料上来改善其局限、提高其应用潜能的理论和研究受到广泛关注。
本文从制备方法，对污染物的去除能效，增效机制等方面对负载型纳米零价铁的相关研究做出总结。
提出了目前纳米零价铁系材料应用过程中存在的问题，对负载型纳米零价铁的应用前景进行了展望。
关键词：多孔材料；纳米零价铁；负载；污染物；废水处理中图分类号：ＴＱ１３８．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１９）０３－００２４－０３ＡｄｖａｎｃｅｉｎＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｎＺＶＩＬｏａｄｅｄｏｎＰｏｒｏｕｓＭａｔｅｒｉａｌｓｉｎＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＦｉｅｌｄＷａｎｇＳｈｉｌｉｎ，ＴｅｎｇＷｅｉ（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｏｌｌｕｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅ，ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈａｌａｒｇｅｓｐｅｃｉｆｉｃｓｕｒｆａｃｅａｒｅａ，ｓｔｒｏｎｇｒｅｄｕｃｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｅｘｃｅｌｌｅｎｔｒｅａｃｔｉｖｉｔｙ，Ｎａｎｏｓｃａｌｅｚｅｒｏ－ｖａｌｅｎｔｉｒｏｎ（ｎＺＶＩ）ｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｒｅｍｏｖａｌｏｆｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒａｎｄｗａｓｔｅｗａｔｅｒｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｔｅｎｄｅｎｃｙｏｆａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎａｎｄｅａｓｙｏｘｉｄａｔｉｏｎｈａｓｌｉｍｉｔｅｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｎＺＶＩ．Ｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓａｂｏｕｔｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｃａｐａｃｉｔｉｅｓｏｆｎＺＶＩｂｙｌｏａｄｉｎｇｔｈｅｍｏｎｐｏｒｏｕｓｍａｔｅｒｉａｌｓｈａｖｅｒｅｃｅｉｖｅｄｅｘｔｅｎｓｉｖｅａｔｔｅｎｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓｒｅｖｉｅｗｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｒｅｌａｔｅｄｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ，ｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｐｏｌｌｕｔａｎｔｓｒｅｍｏｖａｌ，ａｎｄｔｈｅｓｙｎｅｒｇｉｓｔｉｃｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｎＺＶＩｌｏａｄｅｄｏｎｐｏｒｏｕｓｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｉｔｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｅｘｉｓｔｉｎｇｉｎｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｎａｎｏ－ｚｅｒｏ－ｖａｌｅｎｔｉｒｏｎ－ｂａｓｅｄｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｆｕｔｕｒｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｓｏｆｎＺＶＩｌｏａｄｅｄｏｎｐｏｒｏｕｓｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｒｏｕｓｍａｔｅｒｉａｌｓ；ｎＺＶＩ；ｌｏａｄ；ｐｏｌｌｕｔｉｏｎｓ；ｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ 随着人类社会的不断发展，大量的工业和生活废水进入自然水体，造成严重污染，常见的污染物包括重金属离子、无机阴离子、卤代有机物、酚类化合物、染料等，对污染水体的治理迫在眉睫。
一种聚苯乙烯纳米零价铁复合材料及其制备方法和应用[发明专利]
![一种聚苯乙烯纳米零价铁复合材料及其制备方法和应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/d2f35ba5e518964bcf847cfc.png)
专利名称：一种聚苯乙烯纳米零价铁复合材料及其制备方法和应用
专利类型：发明专利
发明人：杨朕,杨维本,陈嘉豪,王旭增,蒋欣
申请号：CN201910078534.9
申请日：20190128
公开号：CN109621920A
公开日：
20190416
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种聚苯乙烯纳米零价铁复合材料及其制备方法和应用，属于有机大分子材料合成领域。
本发明采用了液相还原法，将纳米零价铁负载于闪冻法得到的多孔聚苯乙烯小球中，先将聚苯乙烯溶入一定量有机溶剂，得到聚苯乙烯溶液，然后将聚苯乙烯溶液滴入含有另一种固态有机溶剂的液氮中，液氮缓慢挥发，溶剂随体系温度升高缓慢融化，置换出原聚苯乙烯中的有机溶剂，得到多孔的聚苯乙烯小球，然后浸入高浓度含铁溶液中并取出浸渍于硼氢化钠的甲醇溶液中，反复多次得到聚苯乙烯纳米零价铁复合材料。
本发明制备的材料具有稳定性好、活性强、在水中的可分离能力强、对水体污染物催化降解性能高、机械强度高以及环境友好等特点。
申请人：南京师范大学
地址：210079 江苏省南京市鼓楼区宁海路122号
国籍：CN
代理机构：南京经纬专利商标代理有限公司
代理人：唐循文
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多孔纳米零价铁及多孔纳米零价铁复合材料多孔纳米零价铁（PNZVI）因其广泛应用于环境修复和地下水污染
治理方面，引起了广泛关注。
它在环境领域的应用被认为是一种环境
友好的技术，能够高效地去除有机和无机污染物，包括有毒重金属和
有害有机物质。
首先，从材料的角度来看，PNZVI具有独特的结构和性质。
它是由纳米级颗粒组成的，具有大量微小的孔隙结构。
这些孔隙可以提供更
大的比表面积，增加与污染物的接触面积，从而提高去除效率。
此外，PNZVI还具有高度还原性和良好的催化活性，能够在环境中迅速还原有机和无机污染物为无毒无害的物质。
其次，PNZVI复合材料在污染治理方面展现出更大的潜力。
研究人员利用不同的复合材料，如氧化石墨烯、硅胶等材料，有效地提高了PNZVI的稳定性和去除效率。
这种复合材料可以通过添加其他功能组分，如铁砂、活性炭等，进一步提高去除不同污染物的能力。
此外，研究
者还发现，通过调整PNZVI复合材料的制备条件，可以控制其孔隙结
构和表面性质，进一步优化其去除效果。
除了在污染治理方面的应用外，PNZVI还可用于多种环境修复领域。
例如，在土壤重金属污染修复中，PNZVI可以通过与重金属形成氢化物或金属溶解沉淀的方式将其还原为无毒无害的物质。
此外，PNZVI还可以分解有机污染物，如氯代烴类、芳香族化合物等，从而实现土壤和
地下水的有效修复。
这些应用对于环境保护和人类健康具有重要意义。
然而，尽管PNZVI在环境领域中展现出巨大潜力，但其应用仍然面临一些挑战。
首先，制备纯净的PNZVI材料具有一定的复杂性，需要特殊设备和条件。
其次，PNZVI材料在环境中的稳定性和长期效果仍需进一步研究和改进。
最后，PNZVI的大规模应用和推广仍面临成本和可行性方面的问题。
总之，多孔纳米零价铁及其复合材料在环境修复和地下水污染治理方面展现出巨大的潜力。
通过优化其制备条件和结构设计，可以提高其去除效果和稳定性。
此外，与其他功能材料的复合也是提高其应用性能的重要途径。
但同时也需要进一步研究和改进，以克服相关的挑战，实现其在实际应用中的广泛推广和应用。