磷酸化纳米铁去除水中Cd~(2+)、Zn~(2+)、Ni~(2+)的比较

作者：王欣瑶; 盛杰; 邹云杰; 凌岚

来源：环境化学, 2023, 1-12.

• 纳米铁
• 磷酸化修饰
• 重金属
• 吸附
• 氧化还原

重金属污染已成为全球关注的环境问题，镉、镍和锌是工业生产中常见的重金属污染.纳米零价铁是重金属污染控制的重要环境功能材料，其改性优化工作也备受关注.本文采用液相还原法在制备过程中添加KH2PO4合成磷酸化纳米铁(phosphorylated nanoscale zero-valent iron,P-nZVI)，考察了磷酸化对纳米铁去除Cd2+、Zn2+、Ni2+的效果的影响，评估了磷酸化对抗pH、干扰离子影响的效果，并结合XRD、SEM、S/TEM、XPS等表征手段比较了P-nZVI去除3种重金属的作用机制.研究表明，P-nZVI对Cd2+、Zn2+的去除效率均显著优于纳米零价铁(nanoscale zero-valent iron,nZVI)，分别为79.6%、90.6%.吸附过程以P-nZVI表面磷酸基团的吸附为主，均可用准二级动力学描述. Ni2+的去除包括吸附和还原作用，加剧了铁芯腐蚀，使其去除效率达到92.6%.因此，磷酸化修饰能通过累积零价铁表面负电荷以加速吸附过程；裂纹结构能降低金属离子跨越氧化铁层的阻碍，促进氧化还原，提高Fe0利用率.

• 单位
  同济大学; 污染控制与资源化研究国家重点实验室; 环境科学与工程学院