納米鐵去除地下水中硝酸鹽氮的基礎研究.pdf

1、硝酸鹽是地下水中的主要污染物之一。由于水中的硝酸鹽會以直接或間接的方式危害人類健康，因此對受其污染的地下水進行修復迫在眉睫。傳統(tǒng)的修復技術各有不足，特別是在原位修復方面都不盡人意。納米鐵具有粒徑小(1～100nm)，比表面積大，表面活性高等特點，能夠去除水中有機物、重金屬和無機營養(yǎng)鹽等多種污染物，并可直接注入含水層實現原位修復，因而成為地下水修復領域的研究熱點。因此，本論文結合南開大學與天津大學科技合作項目“沿海城市水環(huán)境生態(tài)修復基礎研

2、究”及國家自然基金“乳化碳載納米鐵原位修復地下水中有機氯代烴研究”的部分內容，進行了鈉米鐵的制備并用于水中硝酸鹽氮去除的研究。論文的主要研究內容分為以下兩部分： 1.論文建立了實驗室無氧操作方法，成功制備出粒徑80nm左右的納米級鐵粉，得出如下結論： (1)制備過程要在無氧條件下進行。 (2)制備鈉米鐵的適宜條件為：乙醇-水溶液體系；硼氫化鉀作還原劑；聚乙二醇做分散劑；鐵鹽濃度0.2mol/L；還原劑逐滴加入，滴

3、速約為10滴/秒；室溫；劇烈攪拌。 (3)新制的納米鐵干燥前進行水洗-醇洗操作，可有效降低粒子間團聚。 2.論文進行了自制納米鐵去除水樣中硝酸鹽氮的研究，探討了溶液初始pH，體系分散方式和強度，納米鐵加入劑量，硝酸鹽氮初始濃度，溶解氧以及保護氣體等因素反應的影響，分析了產物和反應動力學。主要結論有： (1)使用自制納米鐵可以迅速去除水中硝酸鹽氮，無需進行pH值控制，反應基本符合一級動力學方程，可描述為準一級反應。

4、 (2)分散強度對硝酸鹽氮去除速率有很大影響，一定強度的振蕩和超聲均能達到較好的分散效果，促進反應迅速進行。使用振蕩器時，振蕩強度越大(轉速越高)反應速率越快；使用超聲分散時，過高或過低的聲功率均不利于反應的進行，聲功率為70w/cm2時可以獲得滿意效果。 (3)對于同樣濃度的硝酸鹽溶液，納米鐵加入量增加，反應速率加快；納米鐵量一定時，硝酸鹽氮濃度越高，反應速率越快。 (4)體系溶解氧存在時對反應有一定的抑制作用