纳米零价铁在水污染控制中的研究
纳米材料处理工业废水的研究进展
1引言纳米材料是指其三维结构空间中至少有一维处于纳米尺度范围的材料［1］。
纳米材料通常以其表面原子数占总原子数比例大和显示量子尺寸效应这两个重要特点而影响其各种物理和化学性能，使纳米颗粒具有独特的性质［2］。
近年来，诸多学者对纳米材料应用于废水处理做了大量深入研究，虽然有部分学者对纳米材料的安全性表示担忧，李雅轩等［3］指出纳米材料本身具有毒性且还会与共存污染物相互作用，董晓菲等［4］对纳米材料进入环境后对生物体的毒性效应进行了总结。
但是鉴于工业废水所含污染物成分比较复杂、差异化较大，且大多含有毒性污染物、可生化性较差［5］等特点，采用传统工艺的处理效果不太理想，而纳米材料在废水处理中所表现出的应用潜力和价值使之成为国内外研究的热点。
2纳米材料在有机废水处理中的应用2.1印染废水处理印染废水是目前难处理的工业废水之一，主要难点在于污染物浓度大、毒性高、难生物降解，尤其近年来新型染料、助剂等大量使用，使得印染废水处理难度变大，常规二级处理出水水质已经难以达到国家排放标准及回用要求［6］。
近年来，将纳米材料作为催化剂催化氧化印染废水、利用纳米材料良好的吸附能力吸附染料颗粒等处理技术得到深入的探究。
例如钟笑涵等［7］利用纳米零价铁（nZVI ）—厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB ）耦合处理染料X-3B 。
在染料X-3B 初始浓度为100mg /L ，nZVI 投加量为0.5g /L ，溶液pH=6.0，温度为30℃的条件下，48h 以内去除摘要：纳米技术相较于传统工艺而言具有巨大优势，作为新兴技术深受各研究领域青睐，纳米材料以其独特的性质在废水处理中具有很大的发展潜力。
综述了不同纳米材料直接或间接应用于有机或无机废水处理的研究进展，对纳米颗粒的制备、反应条件的控制以及处理的效果进行了总结概括。
着重探讨了纳米材料在重金属离子去除中的作用机理，比较了各种纳米材料的优势与存在的不足以及未来的发展趋势。
关键词：纳米材料；零价铁；废水处理；重金属Abstract ：Compared with traditional technology ，nanotechnology has great advantages.As a new technology ，nano-materials have been utilized in various fields.With its unique properties ，nanomaterials have great potential fordevelopment in wastewater treatment.The research progress of different nanomaterials used in organic or inorganic wastewater treatment directly or indirectly was reviewed.The preparation of nanoparticles ，the control of reactionconditions and the treatment effect were summarized.The mechanism of nano-materials in heavy metal ion removal was discussed emphatically ，and the advantages and disadvantages of various nano-materials were compared ，as well as the future development trend.Key words ：n ano-materials ；zero-valent iron ；wastewater treatment ；heavy metals中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1674-1021（2019）09-0014-04收稿日期：2019-06-12；修订日期：2019-09-09。
纳米材料在水处理中的应用与研究
纳米材料在水处理中的应用与研究水是生命之源，对于人类的生存和发展至关重要。
然而，随着工业化和城市化的快速发展，水污染问题日益严重，给人类的健康和生态环境带来了巨大的威胁。
传统的水处理方法在应对一些复杂的污染物时往往效果不佳，因此，寻找高效、经济、环保的水处理技术成为了当前研究的热点。
纳米材料因其独特的物理、化学性质，在水处理领域展现出了广阔的应用前景。
一、纳米材料的特性纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度（1 100 纳米）的材料。
由于其尺寸小，纳米材料具有比表面积大、表面活性高、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等特性。
比表面积大意味着纳米材料能够提供更多的反应位点，从而增强与污染物的相互作用。
表面活性高使得纳米材料更容易与其他物质发生化学反应，提高了其对污染物的去除能力。
量子尺寸效应和宏观量子隧道效应则赋予了纳米材料独特的电学、光学和磁学性质，为其在水处理中的应用提供了更多的可能性。
二、纳米材料在水处理中的应用1、纳米吸附剂纳米吸附剂在去除水中的重金属离子、有机污染物等方面表现出色。
例如，纳米零价铁（nZVI）可以有效地去除水中的六价铬（Cr(VI)）。
nZVI 具有高反应活性，能够将 Cr(VI)还原为毒性较低的 Cr(III)，从而实现铬的去除。
此外，纳米碳材料如碳纳米管（CNTs）和石墨烯也被广泛应用于水中有机污染物的吸附去除。
CNTs 具有良好的孔隙结构和较大的比表面积，能够吸附多种有机污染物，如苯、甲苯、酚类等。
石墨烯由于其独特的二维结构和优异的物理化学性质，对有机污染物也表现出了很强的吸附能力。
2、纳米催化剂纳米催化剂在水处理中的应用主要包括光催化和电催化。
光催化是利用纳米半导体材料（如 TiO₂、ZnO 等）在光照条件下产生的电子空穴对来氧化分解水中的污染物。
这些纳米半导体材料具有能带结构，当受到能量大于其禁带宽度的光照射时，会产生电子空穴对。
电子和空穴具有很强的氧化还原能力，能够将水中的有机污染物分解为二氧化碳和水等无害物质。
纳米技术在环境治理领域中的应用
纳米技术在环境治理领域中的应用随着社会的发展和人们对环境问题意识的提高，环境治理工作越来越受到关注。
而纳米技术，作为当今最受瞩目的前沿科技之一，也逐渐成为环境治理领域中一种重要的手段。
本文将从纳米技术在水、大气和土壤环境中的应用三个方面来探讨纳米技术在环境治理中的作用。
一、纳米技术在水环境中的应用水是我们生活中必不可少的重要物质，而目前，全球水资源短缺、水污染问题严重，这也影响到人们的生活和健康。
而纳米技术在水环境中的应用，不仅可以减少水污染，也可以提高水资源利用效率。
1、纳米材料处理水污染纳米材料具有很强的吸附、分散和催化性能，可以利用这些特性去除水中的有害物质。
例如，纳米金、银等金属材料可以作为催化剂，降解水中的有机污染物、重金属离子等；纳米二氧化硅可以吸附水中的微生物、化学物质等有害成分。
这种方法除了高效、环保外，还具有成本低、维护简便等特点。
2、纳米技术提高水资源利用效率水资源利用效率低下一直是亟待解决的问题。
而纳米技术在水处理过程中可以提高膜分离、膜过滤和超滤等技术的效率，使得水处理更为高效。
同时，利用纳米材料表面的微细孔和毛细管，可以实现反渗透和蒸发等技术的水资源利用效率提高，从而减少水的浪费和损失。
二、纳米技术在大气环境中的应用大气污染是目前影响人类健康和环境质量的主要问题之一。
针对大气污染问题，纳米技术也逐渐成为解决方案之一。
1、纳米材料净化空气纳米氧化铁、二氧化钛等纳米材料是净化空气的优秀材料。
它们可以通过催化氧化、吸附和分解等作用将有害气体转化为无害物质，例如氮氧化物、苯等。
此外，利用纳米材料的透明性，还可以制备透明氧化物的光催化剂，有效地光催化分解大气中的有害气体。
2、纳米技术改善室内空气质量随着城市化和人口增长，人们的居住面积越来越小，使得室内污染越来越严重。
纳米技术可以利用纳米材料制备吸附剂、杀菌剂、除臭剂等功能材料，有效地去除室内有害气体和微生物，保障室内空气质量。
三、纳米技术在土壤环境中的应用土壤污染也是影响人类健康和生态环境的主要问题之一。
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。
零价铁去除污染物机理
当把含有杂质的铸铁或纯铁和炭的混合颗粒浸没在水溶液中时,铁 与炭或其他元素之间形成无数个微小的原电池。电极反应如下：
• 3、混凝吸附作用
在偏酸性条件下处理废水时产生大量的Fe2 +和Fe3 + , 当pH 调至碱
性并有氧存在时, 会形成Fe (OH) 2和Fe (OH) 3 絮状沉淀,Fe (OH) 3 还
零价铁研究方向
• 1、纳米级零价铁的研究 • 2、零价铁降解污染物的机理 • 3、零价铁与其他技术的联用
• 5、硝酸盐废水
• 6.放射性物质：铀
零价铁与污染物之间发生的是表面反应，UO22+首先通过吸附从溶液中 转移到零价铁表面，随后与铁以３ 种作用机理而被去除：即： （１）Ｆｅ０将UO22+还原为低价态难溶物ＵＯ２； （２）ＵＯ2２＋通过表面络合被ＩＣＰｓ 吸附； （３）UO22+与ICPS形成共沉淀。
可能水解生成Fe
(OH)
2
+
,
Fe
(OH)
+ 2
等络离子,它们都有很强的絮凝
性能。
零价铁去除污水的主要种类简介：
• 1、含重金属离子废水：零价铁除砷、六价铬
• 例：利用零价铁处理电镀废水
在酸性条件下Cr(VI) 可被Fe2 + 很快还原为Cr ( Ⅲ) ,产生的Cr( Ⅲ) 可通过生成Cr (OH) 3 沉淀去除或生成铁铬水合物或生成铁铬氧化水 合物去除。
零价铁的去污机理[1]
• 1、铁的还原作用
铁是活泼金属, 电极电位为E°( Fe2 + / Fe) =- 01440 V。Fe2 + 离子 具有还原性, E°( Fe3 + / Fe2 + ) =01771 V ，因而当水中有氧化剂存在
纳米科技在环境污染治理中的先进解决方案
纳米科技在环境污染治理中的先进解决方案随着工业化和城市化的快速发展，环境污染已经成为当今社会面临的重大挑战之一。
传统的环境治理方法往往效果有限，且成本较高。
然而，纳米科技的出现为环境污染治理提供了一些先进和创新的解决方案。
纳米科技的应用可以有效地减少污染物的排放和传播，提高环境质量，保护人类健康。
本文将介绍几种纳米科技在环境污染治理方面的先进解决方案。
首先，纳米材料在水污染治理中展现出了巨大的潜力。
纳米颗粒的特殊结构和高比表面积使得其在吸附、催化和分解污染物方面具有优势。
例如，纳米铁、纳米铜和纳米银等材料被广泛应用于水中有机物和重金属的吸附和去除过程。
这些纳米材料可以通过吸附、静电相互作用、毒性还原反应、催化氧化和络合沉淀等机制来去除有毒有害的污染物。
纳米材料的使用能够极大地提高水处理效率和减少废水中的有害物质含量。
其次，纳米科技在大气污染治理方面也发挥着重要作用。
纳米颗粒在空气中的吸附和催化作用能够降低大气中有害物质的浓度。
例如，纳米钛白粉和纳米二氧化硅可以作为光催化剂来降解大气中的有机污染物和氮氧化物。
此外，纳米材料还可以用于汽车尾气的净化、室内空气的净化和空气过滤器的制造等方面。
这些纳米材料在大气污染治理中的应用有望改善空气质量，减少有害气体的排放，提高人们的生活品质。
同时，在土壤污染治理方面，纳米科技也显示出巨大的潜力。
纳米材料的应用可以增强土壤污染物的吸附和迁移性，加速有机物的降解和重金属的固化。
纳米零价铁、纳米氧化铁和纳米氧化锰等材料被广泛应用于土壤重金属的修复。
此外，纳米材料还可以用于土壤污染的监测和评估。
通过将纳米探针和传感器引入土壤中，可以实时监测土壤中有害物质的浓度和分布，有助于对土壤环境的精确管理和调控。
除了上述几个方面，纳米科技还在噪声、光污染、电磁辐射等其他环境污染治理中发挥着独特的作用。
纳米材料的特殊结构和性能使其具备吸声、吸光和屏蔽电磁辐射等特点。
例如，纳米碳管和纳米二氧化钛被广泛应用于噪声和光污染治理中。
利用纳米技术改善环境治理方法
利用纳米技术改善环境治理方法纳米技术是一种能够改变世界的前沿科技，其应用范围广泛，包括环境治理领域。
利用纳米技术改善环境治理方法，可以有效地解决一系列环境问题，包括水污染、空气污染、土壤污染等。
本文将详细介绍利用纳米技术改善环境治理的方法和应用案例。
一、水污染治理水污染是全球范围内的严重问题，给人们的生活和健康带来了巨大威胁。
利用纳米技术可以提供一种高效、低成本的水污染治理方法。
1. 纳米材料吸附剂：纳米材料具有巨大的比表面积和高吸附能力，可以作为吸附剂去除水中的有害物质。
纳米氧化铁、纳米氧化铝等材料被广泛应用于水污染治理中，可以高效去除重金属离子、有机污染物等。
2. 纳米光催化剂：利用纳米光催化剂可以实现光解污染物的效果。
纳米二氧化钛是一种常用的纳米光催化剂，在紫外光的作用下，可以将水中的有机污染物分解为无害的物质，从而达到水污染治理的效果。
3. 纳米膜技术：纳米膜技术可用于水的过滤和分离。
纳米微孔膜和纳米复合膜被用于去除水中的微生物、溶解有机物和重金属离子，从而得到清洁的水资源。
二、空气污染治理空气污染对人类健康造成了严重威胁，而纳米技术可以提供一种创新的空气污染治理方法。
1. 纳米颗粒过滤器：利用纳米颗粒过滤器可以有效去除空气中的颗粒物，如PM2.5。
纳米颗粒过滤器具有高过滤效率和较低的阻力，能够提供清洁的空气供人们呼吸。
2. 纳米光触媒：纳米光触媒可以将空气中的有害气体转化为无害物质。
例如，利用纳米二氧化钛和紫外光的作用，可以将空气中的二氧化氮等有害气体转化为无害的氮气。
三、土壤污染治理土壤污染对农业发展和人类健康造成了严重影响，利用纳米技术可以进行土壤污染治理，恢复土壤的生态功能。
1. 纳米土壤修复剂：纳米材料具有较高的活性，可以用作土壤修复剂。
例如，利用纳米零价铁可以还原土壤中的重金属离子，减少其在土壤中的毒性。
2. 纳米材料增效剂：利用纳米载体可以将农药、化肥等植物保护剂和营养物质有效地释放到土壤中，提高农作物的产量和质量，同时减少对环境的污染。
零价铁还原协同微生物降解处理化工废水的研究
零价铁还原协同微生物降解处理化工废水的研究
近年来，由于工业生产的大量污染，生活环境连续受到破坏，化工废水的排放污染已成为人们关注的主要环境问题之一。
传统的消毒和除臭是将污染物以有害物质形式释放到环境中，但不会真正处理污染源，因此，研究可在污染源现圾处广泛应用的低成本、高效的处理方法，具有重要的环境保护意义和经济效益。
零价铁还原协同微生物可以用来把化工废水中的污染物转化为无害的组分。
利用这一方式来处理污染是可行的，也是一种环境友好型的处理方法。
当零价铁还原协同微生物与水、废水中有机物、重金属成分和其它复杂污染物一起发生反应后，微生物和铁有机氧化产物相互协同作用，有效地促进了水污染物的降解，减少了有毒物质的释放，使化工废水达到国家排放标准。
首先，零价铁还原协同微生物降解处理化工废水的过程可以表示为两步：第一，生物预处理。
以氧化铁的形式放入水体中，诱导环境里的微生物，让它们消耗水中的氧原子，从而减少有机物质，使水质有所改善；第二，铁还原系统处理。
由于细菌会释放碳酸二氢钾来平衡酸，这会使水中pH值上升，从而促进污染物的还原。
在该过程中，零价铁与水溶性有机物形成了有机酸盐，有机物的吸附在零价铁上，被还原物抑制，从而达到最终的处理效果。
其次，零价铁还原协同微生物降解处理化工废水的优势在于：具有较高的处理效率、操作简单、投资费用低廉、无污染也具有可持续性，环境效果有利。
总之，零价铁还原协同微生物处理化工废水是一种低成本、高效率、较好的环境友好型处理方法，具有广阔的研究应用前景。
然而，在实际应用中，该技术仍存在一些不足，如处理机制不明、反应条件苛刻、释放污染物的毒性限度不稳定，需要更加深入的研究探讨，以促进技术的发展。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
缺点：易引入杂质，颗粒分布不均匀；磨机结构 复杂，有许多易磨损部件。
活性氢-熔融金属反应法
制备方法：含有氢气的等离子体与金属间产生电弧，使金 属熔融，电离的N2, Ar等气体（惰性气体）和H2溶入熔融金 属，然后释放出来，在气体中形成了金属的超微粒子，用 离心收集器，过滤式收集器使微粒与气体分离而获得纳米 微粒。
纳米铁 机 理 颗粒
氧化–还原
纳米铁 颗粒
降低污染物毒性
5倍铁屑 或铁粉
去除有机卤代物
纳米铁能有效降解一系列常见卤代烃有机污染物，包 括氯代烃、氯化苯、农药、三卤甲烷、氯化乙烯及其 1. 铁直接将表面 他多氯碳氢化合物等。 电子转移至有机 氯化物使之脱氯 3.铁反应产生的 氢气可使卤代烃 还原（水作为电 子接受体）
溅射法
优点：不需要坩埚；蒸发材料(靶)放在什么方位 都可以；可以具有很大的蒸发面纳米铁粉
的平均粒径小、产品纯度高。
缺点：消耗能量大，成本高。
高能球磨法 制备方法：利用介质和物料之间的相互研磨和 冲击使物料粒子粉碎，经几百小时的球磨，可 使小于lμm的粒子达到20％。
高能球磨法
优点：产量高，工艺简单，成本低，容易实现产 业化，非常适合脆性金属材料的制备。
纳米铁脱色
目前偶氮染料的大量研究表明：当零价铁在适当条件 下与染料溶液接触时。染料分子中的偶氮键将发生断 裂，破坏原染料的发色基或助色基，从而失去发色能 力，达到脱色目的。 注：pH值在脱色过程中发挥重要作用
降解偶氮染料示意图
提高纳米零价铁稳定性
1. 纳米双金属的应用 对于应用双金属型纳米零价铁来去除水中的卤代有机化合物，这样的研究比较多 ，而对于研究的对象也是比较宽广的。 双金属型纳米零价铁来降解有机卤代污染物的机理两种理论： 1）铁本身作为活泼金属，在自然界中存在，很容易发生氧化反应。 2）铁本身作为一种过渡金属，它拥有自身的空电子轨道，能够与溶液中的有机 化合污染物形成一种复杂的过渡类化合物。
2. 铁腐蚀产生的 Fe2+还原作用使部 分有机氯化物脱氯
作用 机理
吸附作用
去除水中无机离子
纳米铁去除硝酸盐的原理主要是氧化还原作用和吸附 作用，而其降解动力学尚未有定论，有学者认为其反 应动力学与Fe／N比值有关。研究表明，实验室自制 纳米铁粒子具有很高的活性，无需控制PH值即可与硝 酸盐迅速完全反应，效果远优于普通零价铁。
通过研究对比发 ，这两个机理虽然表面上存在着差异，但是对于双金属型纳米 零价铁去除有机卤代污染物主要反应过程都是脱卤加氢的这样一个实质性的过程
从表２可以看出，氯烷烃、溴烷烃、多氯联苯和氯烯烃 等有机污染物都能够被双金属型纳米零价铁有效地去除。
从表３可以看到，对于同一种污染物，在相同的条件下，修饰型 纳米零价铁在处理效果上要明显优于零价铁的处理效果。
比表面积大 缺点 表面能大 优化
优越的吸附性能 和还原活性
易团聚、易氧化
改性方法
1 ）纳米双金属的应用 2） 负载型纳米零价铁
谢谢！
2. 负载型纳米零价铁
由于纳米铁粒子小、易团聚而导致工程应用的困难，提高纳米铁的分散度而 固定在载体上是一种有效的方法。目前研究报道的固定化纳米铁主要区别在于所 采用的固定化试剂或载体不同．一般可分为无机矿物材料和有机高分子材料做固 定化剂。一些固定化纳米铁的基本属性和应用见表。
总 结
优点
粒径小 纳米铁
蒸发凝聚法
优点：纯度高，粒径小，粒径分布窄，团 聚性能差，粒度容易控制等特点。
缺点：技术设备要求高温，操作不安全。
溅射法
制备方法：用两块金属板分 别作为阳极和阴极，阴极为 蒸发用的材料，在两电极间 充入Ar气（40-250Pa ），两 电极间施加的电压范围为 0.3-1.5KV 。由于 两 电极间 的辉光放电形成了Ar正电离 子，在电场的作用下Ar离子 冲击阴极靶材表面，使靶材 原子从其表面蒸发出来形成 超微粒子。蒸发原子被隋性 气体冷却而凝结形成纳米粒 子。
制备方法：在超真空(<10 -4Pa)蒸发室内引入低压(1—10 4Pa)的惰性气体(氦或氩)，将金属铁加热，使之气化蒸发 产生原子雾，原子雾再与惰性气体碰撞失去能 量，骤冷后 形成纳米级铁颗粒。
加热源： 1）电阻加热； 2）等离子喷射加热； 3）高频感应加热； 4）电子束加热； 5）激光加热； 6）电弧加热； 7）微波加热。
优点：铁晶粒径分布均匀，产物单一，结晶好， 颗粒粒度小(可达3—10nm)，纯度高 缺点：设备要求较高，操作有难度。
液相还原法
制备方法：液相还原法指溶液中的金属Fe盐在强还原剂 （KBH4，NaBH4等）的作用下，还原为单质 金属铁粒子。 Fe2+/(Fe3+) +BH4-+H2O→Fe+B(OH)3+ H2↑
超微粒的生成量随等离子气体中的氢气浓度增加而 上升。
该设备是崔作林、 张志焜自行设计 研制出的、具有 独立知识产权的 我国首台可连续 工作的氢电弧等 离子体纳米材料 制备设备。
多级氢电弧等离子体反应装置
气相还原法
制备方法：主要是由H2或CO还原固态金属铁盐。用H2在 N2气氛中还原FeCl2· nH2O 制备α-Fe 纳米粉末。
含氮污染物
NZVI对硝酸盐的去除主要是利用其大的比表面积和高活性，在无 pH控制的地下水封闭厌氧体系中，使用NZVI还原硝酸盐的终产物以 氨氮为主，占90％，同时有部分氮气生产。由于氨氮的产生，反应结 束后溶液pH值变大，在9—10之间。反应方程式如下： 4Fe0+NO3-+10H+→4NH4++4 Fe2++3 H2O Fe0+ NO3-+2H+→NO2-+ Fe2++3 H2O 5Fe0+2 NO3-+12H+→N2-+5 Fe2++6 H2O 2.82Fe0+ 0.75NO3-+ 0.75Fe2++2.25 H2O→NH4++1.19Fe2O3+0.5OHNZVI对有机氮的去除反应机理可表示为： RNO2+3Fe0+6H+→+RNH2+3Fe2++H2O。
纳米零价铁在水污染控制中的 研究进展
姓名：王欣 学号：SA14019019 日期：2015-06-26
背景
在20世纪80年代末，纳米铁颗粒作为一种有效的脱卤 还原剂受到人们关注。纳米铁其最大的优势在于颗粒 比表面积大，反应活性高，降解污染物的速率十分快 速。特别是在污染物浓度较低的情况下，纳米铁对污 染物的去除率大大高于普通铁粉。
纳米铁粉
比表面积 粒径为10nm的铁微粒的比表面积为 33.5m2／g， 铁粉的比表面积仅为0.9m2／g，两者相差达37倍 之多。
微孔展开表面积
为400平方米
直径5mm
纳米铁的主要制备方法
• • • • • • 蒸发凝聚法 溅射法 高能球磨法 活性氢-熔融金属反应法 液相还原法 气相还原法
蒸发凝聚法 （又称低压凝聚法 ）
优点: 原理简单，组分容易控制，设备简单，可操作性 强。生产成本低 缺点：粒径分布不均匀，容易发生团聚，洗涤过程很 容易发生氧化
纳米铁在水处理中的应用概况
去除有毒金属 去除有机卤代物 去除水中无机离子 含氮污染物 纳米铁脱色
去除有毒金属
吸
附
减轻 去除 有毒金属 如铅、砷、 汞、铬等