本文選題：納米零價鐵 + 天然有機(jī)質(zhì)�。� 參考：《中國地質(zhì)大學(xué)(北京)》2017年碩士論文

【摘要】：納米零價鐵(nano zero valent iron,nZVI)原位注射是近年用于地下水污染修復(fù)的新技術(shù),天然有機(jī)質(zhì)(natural organic matter,NOM)是水體中普遍存在的一種有機(jī)大分子混合物。應(yīng)用納米鐵處理水體污染時,NOM會與其相互作用,導(dǎo)致納米鐵的一些物理性質(zhì)如分散性、穩(wěn)定性和團(tuán)聚效應(yīng)等發(fā)生改變,從而影響其遷移性及對污染物降解的能力,其活性與歸宿行為也將受到NOM的影響。然而目前有關(guān)NOM對納米鐵性質(zhì),尤其是團(tuán)聚效應(yīng)的定量研究還鮮有報道。另外,NOM作為不均一混合物,會被納米零價鐵選擇性吸附,而不同分子量組分所具有的化學(xué)性質(zhì)也不同,因而在實際應(yīng)用中會影響納米鐵的行為和使用效果。本文通過研究NOM對納米鐵性質(zhì)的影響,并探討相互作用機(jī)理,獲得主要成果如下:1、相比于液相還原法制得的普通納米零價鐵,羧甲基纖維素包覆或膨潤土負(fù)載改性使得納米鐵顆粒的分散穩(wěn)定性提高,有效抑制了團(tuán)聚和沉降。天然有機(jī)質(zhì)腐殖酸HA會吸附在納米鐵顆粒表面,從而增加靜電排斥力,提高了分散性,減緩了團(tuán)聚效應(yīng)。其中,HA對膨潤土負(fù)載納米零價鐵的影響最為顯著,其團(tuán)聚體粒徑能降至100 nm以下,沉降速率也極大減緩,分散穩(wěn)定性表現(xiàn)最佳。2、兩種天然有機(jī)質(zhì)SRHA和SRFA在納米零價鐵與納米四氧化三鐵表面的吸附過程符合準(zhǔn)二級吸附反應(yīng)動力學(xué);熱力學(xué)Langmuir等溫吸附過程可以很好的擬合吸附過程。納米零價鐵的對NOM的吸附能力要強(qiáng)于納米四氧化三鐵(最大吸附量約是三倍的關(guān)系)。造成吸附量差異之大的原因是兩種納米鐵的表面性質(zhì)不同,這也說明納米零價鐵表面不是致密的四氧化三鐵。3、納米零價鐵對SRHA中間組分優(yōu)先吸附,而對SRFA的大組分優(yōu)先吸附,這種不同的選擇性吸附現(xiàn)象很可能與其不同分子量組分的芳香性以及疏水性有關(guān)。相關(guān)認(rèn)識在實際應(yīng)用納米零價鐵修復(fù)時有重要參考意義。
[Abstract]:Nano zero valent ironn ZVI in situ injection is a new technique used in groundwater remediation in recent years. Natural organic matterNOM) is a common organic macromolecule mixture in water. NOM interacts with nano-iron when it is used to treat water pollution, which results in changes of physical properties such as dispersion, stability and agglomeration, thus affecting its mobility and ability to degrade pollutants. Its activity and fate behavior will also be affected by NOM. However, there are few reports on the quantitative study of nano-iron properties, especially the agglomeration effect of NOM. In addition, as a heterogeneous mixture, NOM can be selectively adsorbed by nanometer zero-valent iron, and the chemical properties of different molecular weight components are also different, so it will affect the behavior and application effect of nano-iron in practical application. In this paper, we studied the effect of NOM on the properties of nanometer iron and discussed the mechanism of interaction. The main results are as follows: 1, compared with ordinary nanometer zero-valent iron prepared by liquid-phase reduction method. Carboxymethyl cellulose coating or bentonite modification improved the dispersion stability of iron nanoparticles and effectively inhibited agglomeration and sedimentation. Humic acid HA of natural organic matter is adsorbed on the surface of iron nanoparticles, which increases electrostatic repulsion, improves dispersity and slows down the agglomeration effect. The effect of HA on bentonite supported iron nanoparticles is most significant. The particle size of the agglomerates can be reduced to less than 100 nm, and the sedimentation rate is also greatly slowed down. The adsorption process of SRHA and SRFA on the surface of nano-zero-valent iron and nano-iron trioxide accords with the kinetics of quasi-second-order adsorption, and the adsorption process of thermodynamic Langmuir isothermal adsorption can fit the adsorption process well. The adsorption capacity of nano-Fe _ 2O _ 4 to NOM is stronger than that of nano-Fe _ 2O _ 3 (the maximum adsorption capacity is about three times). The difference in adsorption amount is due to the different surface properties of the two kinds of nanocrystalline iron, which also indicates that the surface of nano-zero-valent iron is not the dense Fe _ 2O _ 3. 3, the nanometer zero-valent iron preferentially adsorbs the intermediate component of SRHA, while the large component of SRFA preferentially adsorbs. The different selective adsorption phenomena may be related to the aromaticity and hydrophobicity of different molecular weight components. The related knowledge has important reference significance in the practical application of nano-zero-valent iron repair.
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X523

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本文編號：2004544