铁氮共改性MCM-41活化过硫酸盐去除地下水中1,2-二氯乙烷

采用一步水热法将氨基(—NH_(2))和铁(Fe)共同引入到介孔材料MCM-41中,合成改性介孔材料Fe-NH_(2)-MCM-41,构建Fe-NH_(2)-MCM-41/过二硫酸盐(persulfate,PDS)体系去除水中1,2-二氯乙烷(1,2-DCA).利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、BET比表面积测试法和傅里叶红外(FTIR)对材料进行表征,考察了PDS投加节点、pH、阴离子和腐殖酸对Fe-NH_(2)-MCM-41/PDS体系去除1,2-DCA的影响,并利用电子自旋共振(EPR)和自由基猝灭实验确定反应活性物种,揭示反应机理.结果显示:—NH_(2)和Fe的引入均使材料具有了PDS活化能力,而—NH_(2)和Fe同时引入则进一步强化了材料的活化性能,使1,2-DCA去除率提高了37.3%.Fe-NH_(2)-MCM-41/PDS体系对pH具有较宽的适用范围,在pH为3~9范围内对1,2-DCA去除率稳定在55%左右.该体系还具有良好的抗离子干扰能力,地下水常见阴离子在较低和较高浓度条件下均对Fe-NH_(2)-MCM-41/PDS体系去除1,2-DCA影响较小,Cl-具有轻微促进作用,NO_(3)-、SO_(4)^(2−)呈轻微抑制作用;腐殖酸(HA)浓度较高时才抑制1,2-DCA的降解,地下水中HA(浓度一般为0.1~10 mg·L^(-1))不足以对Fe-NH_(2)-MCM-41/PDS体系降解1,2-DCA起到明显的抑制作用.自由基及EPR测试证明Fe-NH_(2)-MCM-41/PDS体系降解1,2-DCA主要机制为自由基反应机制,主要活性物种为S0_(4)^(·-)、·OH和O_(2)^(·-).

金属-硅核壳结构诱导强化nZVI@SiO_(2)/PDS体系降解地下水氯苯

采用溶胶-凝胶法以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,制备以纳米零价铁(nZVI)为核,SiO_(2)为壳层的nZVI@SiO_(2)核壳复合材料,通过SEM、TEM、XRD和BET对材料进行表征,并对nZVI@SiO_(2)活化过硫酸盐(PDS)去除氯苯(MCB)性能进行研究.结果表明,nZVI@SiO_(2)-1材料为均匀的核壳结构;比表面积达到了212.67 m^(2)·g^(-1),壳层厚度为7 nm左右,Fe含量达到了38.92%.在MCB初始浓度为20 mg·L^(-1)、温度(20±2)℃、nZVI@SiO_(2)-1投加量为0.5 g·L^(-1)、PDS投加量为3 mmol·L^(-1)条件下MCB去除率为83.81%.低浓度HA和Cl-对nZVI@SiO_(2)-1/PDS体系去除MCB呈促进作用.而HCO_(3)^(-)、NO_(3)-和SO_(4)^(2-)呈抑制作用,抑制作用大小顺序为HCO_(3)^(-)>NO_(3)^(-)≈SO_(4)^(2-);在酸性及中性条件下nZVI@SiO_(2)-1/PDS对MCB具有较好的去除效果,碱性条件下MCB去除效果受到抑制,pH=5时MCB去除率为89.01%,pH=11时去除率仅为38.63%.自由基捕获(EPR)和自由基猝灭结果表明MCB的降解涉及自由基途径和非自由基途径,其中起主要作用的活性物种有SO_(4)^(·-)、·OH和^(1)O_(2);广谱性实验表明该体系对于多种氯代烃(CHCs)均有较好的去除效果,在实际CHCs污染地下水修复工程中具有较好的应用前景.