碳基纳米零价铁-铜复合材料去除水中三氯硝基甲烷

作者：陈海峰; 龚婷婷; 鲜啟鸣^*

来源：环境化学, 2019, 38(06): 1385-1395.

• 纳米零价铁
• 碳基复合材料
• 卤代硝基甲烷(HNMs)
• 去除技术
• 饮用水

卤代硝基甲烷(HNMs)是一类典型的含氮消毒副产物(N-DBPs),具有较强的毒性,在饮用水、污水和泳池水中频繁检出.以葡萄糖、氯化铁和氯化铜为原料,通过碳化和煅烧,制备得到纳米零价铁、铜均匀负载的碳基复合材料,材料中的铁为体心立方的α-Fe0,铜为面心立方体铜,颗粒呈球形且未发生明显的团聚,其平均粒径为18 nm,复合材料比表面积为417 m2·g-1.铜的添加能显著加快复合材料去除三氯硝基甲烷(TCNM)的效率,当Fe与Cu的质量比为10∶1时,复合材料对水中的TCNM具有最高的去除效率和最快的去除速率.在材料投加量为10 mg·L-1(以铁计),TCNM初始浓度为10μg·L-1,初始pH值为6.0,温度为25℃,且体系无氧、无余氯的条件下,60 min内可以去除99.7%的TCNM,去除TCNM的反应符合准一级反应动力学方程(R2> 0.9).复合材料在降解TCNM过程中会发生铁的流失,多次使用后的复合材料表面出现了铁的氧化产物,主要为Fe3O4和Fe2O3,经过二次煅烧,可以恢复复合材料的活性.

• 单位
  南通职业大学; 污染控制与资源化研究国家重点实验室; 生物工程学院; 南京大学