首页> 中文学位 >改性纳米零价铁去除多氯联苯--重金属复合污染的研究
【6h】

改性纳米零价铁去除多氯联苯--重金属复合污染的研究

代理获取

目录

声明

致谢

摘要

第一章绪论

1.1.2电子垃圾拆解区多氯联苯-重金属复合污染

1.2多氯联苯-重金属复合污染修复技术

1.2.1生物炭修复

1.2.2植物修复

1.2.3微生物修复

1.2.4电动修复

1.3纳米零价铁技术

1.3.1纳米零价铁的制备方法

1.3.2纳米零价铁的改性方法

1.4纳米零价铁去除多氯联苯和重金属的研究

1.4.1纳米零价铁去除多氯联苯的研究

1.4.2纳米零价铁去除重金属的研究

1.4.3纳米零价铁去除多氯联苯-重金属复合污染的研究

1.5纳米零价铁去除多氯联苯和重金属的机理

1.5.1纳米零价铁去除多氯联苯的机理

1.5.2纳米零价铁去除重金属的机理

1.5.3纳米零价铁去除多氯联苯-重金属复合污染的机理

1.6研究目的与内容

1.6.1研究目的

1.6.2研究内容

1.6.3技术路线

第二章改性纳米零价铁的制备及表征

2.1引言

2.2材料与方法

2.2.1试剂与仪器

2.2.2改性纳米零价铁的制备

2.2.3改性纳米零价铁的表征

2.2.4数据处理

2.3结果与讨论

2.3.1 SEM-EDS

2.3.2 XRD

2.3.3 FTIR

2.3.4 XPS

2.4本章小结

第三章改性纳米零价铁对PCB153的降解研究

3.1引言

3.2材料与方法

3.2.1试剂与仪器

3.2.2不同S/Fe比的S-nZVI的制备

3.2.7 PCB153及降解中间产物的测定

3.2.9数据处理

3.3结果与讨论

3.3.3改性纳米零价铁对PCB153的降解效果

3.3.4 pH对反应的影响

3.3.5阴离子对反应的影响

3.3.6 HA对反应的影响

3.3.7反应机理探讨

3.4本章小结

第四章改性纳米零价铁对Cu2+、Ni2+的去除研究

4.1引言

4.2材料与方法

4.2.1试剂与仪器

4.2.3 Cu2+、Ni2+去除反应的影响因素

4.2.6数据处理

4.3结果与讨论

4.3.1改性纳米零价铁对Cu2+、Ni2+的去除效果

4.3.2 pH对反应的影响

4.3.3阴离子对反应的影响

4.3.4 HA对反应的影响

4.3.5材料活性受环境因素的影响比较

4.3.6反应机理探讨

4.4本章小结

第五章改性纳米零价铁对多氯联苯-重金属复合污染的去除研究

5.1引言

5.2材料与方法

5.2.1试剂与仪器

5.2.4反应后材料的XPS表征

5.2.5材料的电化学表征

5.2.6数据处理

5.3结果与讨论

5.3.1 PCB153对改性纳米零价铁去除Cu2+、Ni2+的影响

5.3.2 Cu2+、Ni2+对改性纳米零价铁降解PCB153的影响

5.3.3 Cu2+、Ni2+在改性纳米零价铁降解PCB153中的作用

5.3.4改性纳米零价铁在复合污染体系中的电化学行为

5.4本章小结

第六章结论与展望

6.1研究结论

6.2创新点

6.3研究展望

参考文献

作者简介

攻读硕士学位期间主要的研究成果

感谢

展开▼

摘要

随着电子产品的高速消费,电子垃圾已成为一个紧迫的全球性环境问题。传统的电子垃圾拆解活动在带来巨大利润的同时也造成了严重的环境污染,其中最为严峻的是多氯联苯(Polychorinated biphenyls,PCBs)-重金属复合污染,而国内外对这方面的修复研究很少。纳米零价铁(Nanoscale zero-valent iron,nZVI)及其改性材料作为绿色、经济的新型材料,具有同时去除PCBs和重金属的能力。本文以电子垃圾拆解区检出量较高的2,2',4,4'5,5'-六氯联苯(PCB153)和重金属Cu2+、Ni2+作为目标污染物,考察了nZVI、硫化纳米零价铁(S-nZVI)和羧甲基纤维素稳定纳米零价铁(CMC-nZVI)对单一PCBs、重金属污染以及PCBs-重金属复合污染的去除效果,研究了pH、阴离子和腐殖酸等因素对两类污染物去除的影响以及复合污染体系下PCBs和重金属之间的相互影响,探讨了反应机理和影响机制。主要结论如下: (1)制备了三种纳米零价铁材料:采用液相还原法制备了nZVI和CMC-nZVI(CMC浓度为1.00g·L-1),一步合成法制备了S-nZVI(S/Fe比为0.103)。三种材料的晶体结构均为α-Fe0,S-nZVI的粒径比nZVI和CMC-nZVI稍大,其表面为铁氧化物和铁硫化物层,nZVI和CMC-nZVI表面为铁氧化物层。 (2)三种材料对PCB153的降解反应活性依次为CMC-nZVI>nZVI≈S-nZVI,其准一级动力学常数kobs分别为0.016、0.006、0.005h-1,降解机理为氢解反应,反应产物为四氯联苯。S-nZVI对PCB153的低反应活性可能是铁硫化物的产生消耗了Fe0导致的,而CMC-nZVI的高反应活性可能与CMC的分散作用有关。低pH条件能提高nZVI、CMC-nZVI降解PCB153的活性,而抑制了S-nZVI的活性。NO3-和腐殖酸对三种材料降解PCB153起到了抑制作用,Cl-则起到了促进作用。 (3)三种材料对Cu2+的去除反应活性依次为CMC-nZVI>S-nZVI>nZVI,其准一级动力学常数kobs分别为2.890、1.919、1.384min-1,去除机理主要为还原;对Ni2+的去除反应活性依次为S-nZVI>CMC-nZVI>nZVI,其准一级动力学常数kobs分别为0.931、0.360、0.304min-1,去除机理为吸附和还原。三种材料去除Cu2+、Ni2+的最适pH分别为5和6。阴离子和腐殖酸对三种材料去除Cu2+、Ni2+的影响规律大致上与PCB153相似。三种材料对Cu2+的去除速率高于Ni2+,但更易受上述因素的影响。 (4)PCBs-重金属复合污染体系中,PCB153对三种材料去除Cu2+、Ni2+的影响较小,PCB153未对纳米零价铁与重金属污染物之间的电子传递起到明显的阻碍作用;Cu2+对nZVI降解PCB153反应起到了促进作用,对S-nZVI和CMC-nZVI降解PCB153反应起到了抑制作用,Ni2+对三种材料降解PCB153均起到了促进作用。XPS和电化学分析表明,Cu2+、Ni2+对不同纳米零价铁脱氯反应的影响可能与Cu0、Ni0在纳米零价铁表面的沉积以及电子转移能力的改变有关。 综上所述,三种材料对单一PCBs、重金属污染以及PCBs-重金属复合污染的去除效果不同:对于PCB153、Cu2+,CMC-nZVI的反应活性较高;对Ni2+,S-nZVI的反应活性较高;对于PCBs-重金属的复合污染,CMC-nZVI的反应活性较高。PCBs对纳米零价铁去除重金属的影响较小,而重金属对PCBs的降解有一定的影响。该研究为纳米零价铁修复PCBs-重金属复合污染提供了一定的理论依据。

著录项

  • 作者

    楼轶玲;

  • 作者单位

    浙江大学;

  • 授予单位 浙江大学;
  • 学科 环境工程
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 楼莉萍;
  • 年度 2018
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类
  • 关键词

    改性纳米; 零价铁; 多氯联苯;

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号