不同pH环境下CMS改性纳米铁在异质多孔介质中的迁移

作者：王祎啸; 张永祥^*; 井琦; 黄雪征; 田振军

来源：化工进展, 2020, 39(04): 1567-1574.

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2019-1216

• 纳米零价铁(nZVI)
• 沉降
• 迁移
• 多孔介质
• pH

纳米铁在污染土壤和地下水的修复中受到广泛关注。为进一步探究其在多孔介质的迁移行为,本研究采用羧甲基淀粉钠(CMS)对纳米零价铁(nZVI)进行包覆,进行了改性纳米零价铁的沉降试验,测量zeta电位与粒径分布探究其分散性;进行了不同pH条件下改性纳米零价铁在酸洗砂与水洗砂的柱实验,分析了化学异质性与pH对纳米铁在多孔介质迁移的影响。结果表明,CMS包覆纳米铁不仅使纳米颗粒本身稳定,而且还减少其在多孔介质表面沉积,大大提高了迁移性。pH=6～8时,nZVI的zeta电位由18.3mV减小到2.9mV,有效粒径由685nm增大到880nm,稳定性变差;而CMS-nZVI的zeta电位值由-19.7mV增大到-53.5mV,颗粒间静电排斥力增强稳定性变好。经能量色散X射线光谱(EDS)分析,水洗砂表面存在碳、铝、铁等氧化物杂质,这些杂质带有正电荷,会增强与带负电的CMS-nZVI的吸附作用,不利于其迁移;而经过酸洗后的石英砂,其表面杂质大大减少,在p H=8时,CMS-nZVI在酸洗砂最大迁移率为77.0%要好于水洗砂的63.0%。此外较高pH环境有助于增加石英砂介质的表面负电荷,减少颗粒与介质的吸附,促进纳米颗粒的迁移。

• 单位
  建筑工程学院; 北京工业大学