氨基改性生物炭负载纳米零价铁去除水中Cr(Ⅵ)

作者：侯素珍; 田浩然; 黄超^*; 王平^*; 曾峤婧; 彭惠琳; 刘素琳; 李安

来源：环境科学学报, 2020, 40(11): 3931-3938.

DOI：10.13671/j.hjkxxb.2020.0284

• 纳米零价铁
• 生物炭
• 氨基
• Cr(Ⅵ)

以聚乙烯亚胺(PEI)为功能单体,玉米秸秆生物炭为载体,制备了氨基改性生物炭负载型纳米零价铁(nZVI@PEI-HBC),并利用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对材料进行了表征,分析了溶液pH、温度、材料投加量等因素对其去除Cr(Ⅵ)的影响及其去除机理.结果表明:在投加量为0.5 g·L-1,温度为20℃,pH值为5,Cr(Ⅵ)初始浓度为20 mg·L-1条件下,各材料对Cr(Ⅵ)的去除率大小为nZVI@PEI-HBC>nZVI>PEI-HBC>HBC.SEM显示nZVI颗粒较均匀地分散在生物炭表面,FTIR分析表明PEI改性后材料表面增加了氨基等重金属配位基团,这可能是nZVI@PEI-HBC去除Cr(Ⅵ)效果更好的原因.影响因素研究表明,材料具有较好稳定性,老化28 d后其Cr(Ⅵ)去除性能变化不大;酸性环境、升温、增大材料投加量均有利于nZVI@PEI-HBC对Cr(Ⅵ)的去除.机理研究发现,水中溶解氧加速了nZVI的腐蚀和Fe(Ⅱ)的释放,促进Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),然后通过共沉淀作用和氨基等基团的吸附作用被去除.

• 单位
  环境科学与工程学院; 中南林业科技大学