纳米零价铁合成、改性及对重金属的修复机制研究进展

土壤和水体中日益严重的重金属污染引起了极大关注。纳米零价铁(nZVI)及其改性材料由于具有优越的比表面积、还原能力、吸附性能和流动性被广泛报道。该文首先介绍了目前nZVI的主要合成方法(包括球磨法、液相还原法、碳热还原法、电化学法、绿色合成法),讨论了nZVI的常见改性方式(包括表面改性nZVI、硫化nZVI和负载nZVI)。其次,探讨了nZVI去除重金属(Pb(II)、Cu(II)、Cr(VI))的机理和作用。最后,对nZVI颗粒在工业水平上的应用前景以及它在实际应用中的挑战进行了总结,并提出了未来该领域研究发展的展望,以期待为nZVI的研究提供新的思路。

纳米纤维负载型纳米零价铁基材料在环境修复中的应用研究进展

针对纳米零价铁(nZVI)复合材料存在易团聚和难分离回收等缺陷,导致其降解效率下降、使用寿命变短等问题,首先介绍了nZVI的制备方法及负载型nZVI基材料在治理土壤污染和水体污染等领域的最新研究成果,分析了nZVI去除污染物的反应原理;重点总结归纳了聚丙烯酸/聚乙烯醇复合纳米纤维膜、壳聚糖复合纳米纤维膜、聚苯胺纳米纤维膜、碳纳米纤维膜等纳米纤维负载型nZVI基材料的制备方法及其去除污染物效果;最后提出以静电纺丝纳米纤维为代表的载体材料,可以有效抑制nZVI团聚,提高分离回收性能及拓宽其实际应用范围,是负载型nZVI基材料应用于环境修复的新型有效载体。

硫化纳米零价铁在水环境修复中的研究进展

总结了近年来国内外关于硫化纳米零价铁在水环境修复中的研究报道;归纳了硫化纳米零价铁的合成方法、硫化改性的优点、修复水环境的作用机理;重点讨论了影响硫化纳米零价铁修复水环境的主要因素,如硫化方法、S/Fe比、pH、共存离子、溶解氧等;提出了硫化纳米零价铁在水环境修复中存在的问题以及展望了其未来发展方向。

纳米零价铁在环境修复中的应用

主要对纳米零价铁在环境修复中的应用进行论述。

纳米铁技术在环境修复中应用的研究进展

纳米铁是1种新型材料,它在环境修复领域具有很好应用前景。主要介绍纳米铁的基本性质、降解机理以及发展进程,包括零价铁的纳米化、引入了第2金属制成纳米铁双金属和负载型纳米铁的制备,并讨论了各种纳米铁技术对污染物降解的效果、影响因素以及应用前景。

纳米零价铁系材料在环境修复领域的研究进展

纳米零价铁比表面积大、还原性强,对环境污染有良好的去除效果,是国内外的研究热点。本文详细介绍了通过不同表面改性方法来抑制团聚、提高反应活性,并总结了在环境领域的最新研究进展。

纳米零价铁去除废水中重金属研究及其制备方式

污水中的重金属污染是各国普遍面临的重大环境问题,纳米零价铁(nZVI)及其改性材料具有粒径小、活性高、比表面积大、还原能力强等优点,是当前国内外研究的热点之一,其在水体重金属污染防治、水处理修复中具有广阔应用前景。本文梳理了nZVI常用的制备方法与改性方式,以及不同方法制备nZVI的特点;着重阐述了nZVI与重金属相互作用的主要机理是吸附、还原和共沉淀作用。总结了nZVI对污水处理中铅、铬、锌、镉的处理机理和研究进展,nZVI对这些重金属都有很好的去除效果,在环境污染净化中发挥着重要作用。最后,文章指出了纳米铁基材料在重金属修复中存在的不足,并对其在污水重金属修复领域中应用研究进行了展望,对基于nZVI的材料以及未来在环境修复中应用的可能改进提出了相关见解。

固定化纳米铁修复水环境的研究进展

纳米铁用于修复水环境近年来得到了广泛研究。由于纳米铁粒子小、易团聚而导致工程应用的困难,提高纳米铁的分散度而固定在载体上是一种有效的方法,并且是纳米铁在水环境修复技术应用领域的前沿研究亮点。对近几年铁纳米固定化材料在环境修复领域的研究概况进行了综述。主要探讨了无机矿物(黏土、硅石、活性炭和石墨)以及有机高分子材料(淀粉、纤维素、树脂、壳聚糖、瓜尔胶等)为载体固定纳米铁,以及这些材料在水环境修复中的应用,并展望了固定化纳米铁修复材料的发展前景。

纳米铁及铁基纳米复合粒子在环境修复中的研究进展

由于纳米零价铁及铁基纳米复合粒子对大多数常见的环境污染物,如重金属离子、卤代有机物等均具有转化和降低毒性的作用,因此,在环境修复领域,它们已成为研究的热点之一。纳米零价铁及铁基纳米复合粒子的比表面积大,反应活性高,应用灵活,为大多数具有挑战性的环境污染问题提供了一个有效的解决方法。本文主要阐述了近些年来纳米零价铁及铁基纳米复合粒子在环境修复中的具体应用,同时也评估了其对环境微生物的潜在毒理效应,为以后进一步研究工作奠定一定的理论基础。

膨润土负载纳米铁镍同步修复地下水中三氯乙烯和六价铬复合污染

纳米零价铁原位注射修复地下水污染是近年发展的新技术,以往研究多侧重于单一目标污染物的去除效果及作用机理,但是地下水多种污染物共存问题不容忽视。本文针对典型污染物三氯乙烯TCE和六价铬Cr(Ⅵ),运用合成的活性高、稳定性强的膨润土负载纳米铁镍(B-Fe/Ni)开展修复实验,研究B-Fe/Ni对TCE和Cr(Ⅵ)共存复合污染的修复效果及其作用机制。通过一步法合成B-Fe/Ni,对TCE和不同浓度Cr(Ⅵ)混合污染的去除进行试验研究,对反应前后的样品B-Fe/Ni进行表征,并跟踪反应过程中TCE和Cr(Ⅵ)的浓度变化。结果表明:B-Fe/Ni同步去除水中TCE和Cr(Ⅵ)快速高效,50 mg/L Cr(Ⅵ)在2 h内能被B-Fe/Ni (1 g/L)完全去除而不受共存TCE(0. 1 mmol/L)的影响,然而TCE降解速率会随共存Cr(Ⅵ)的浓度(0、10、30、50 mg/L)增大而降低。经透射电镜-电子能谱及X射线光电子能谱表征验证,这是由于B-Fe/Ni与Cr(Ⅵ)快速反应,生成部分Fe-Cr共沉淀会覆盖B-Fe/Ni表面的活性位点,抑制了TCE的降解,但通过分析TCE降解产物可知,B-Fe/Ni同样能对TCE完全脱氯。因此,B-Fe/Ni适用于地下水复合污染修复,实际应用时需考虑多种污染物共存的相互影响,选择适宜试剂用量和注射方式,这对纳米零价铁修复技术的发展具有重要理论意义和应用参考价值。

纳米铁颗粒及其复合材料的界面设计及环境修复应用

近年来,纳米铁颗粒(纳米零价铁)因其优异的催化/还原性能,并且价廉、环境友好,已成为主要的环境修复材料之一。目前,纳米铁颗粒主要用于水体修复,如:重金属离子去除、有机物污染物降解和无机阴离子催化还原等。纳米铁颗粒易团聚和结构单一等问题会导致其活性低、稳定性差和去除种类单一。为了克服上述问题,迫切需要研究纳米铁颗粒的界面设计。本文重点阐述纳米铁颗粒及其复合材料的可控制备、界面设计、在重金属去除和硝酸根去除转化中的应用以及在环境修复中的未来发展方向。

纳米零价铁及其在环境修复中的应用

近年来,纳米零价铁材料作为一种新型环境修复材料受到了科研工作者的广泛关注。纳米零价铁的合成方法包括液相还原法、碳热还原法、电解法等。由于纳米零价铁容易发生团聚,需对其进行改性和负载提高活性位点。纳米零价铁主要通过还原、微电解和絮凝作用去除环境污染物。文章对纳米零价铁及其在环境修复中的应用进行了探讨。

异化铁还原菌强化纳米零价铁在环境修复中的应用研究进展

纳米零价铁(nZVI)具有比表面积大、廉价易得、还原能力强等优点,因此在近几年视为应用前景好的环境修复材料,但是由于nZVI的反应活性和磁性太强,会在使用过程中发生钝化和团聚。异化铁还原菌(DIRB)可以利用nZVI钝化层中铁氧化物中的Fe(III)作为电子受体将其还原成可溶性Fe(II),从而维持nZVI的活性。本文介绍了用DIRB强化纳米零价铁的研究进展,并指出其不同的去除污染物的机理以及今后的发展方向。

纳米零价铁的制备及其在环境中的应用进展

纳米零价铁比表面积大、表面能高、还原性强,对环境污染物具有良好的去除效率,是目前国内外研究的热点。对纳米零价铁的常规物理、化学制备方法及一些新型制备方法进行了详细介绍,总结了纳米零价铁在环境领域的最新应用进展。重点探讨了提高纳米零价铁反应效率而采用的最新方法和技术,如表面修饰(表面改性、固体负载、纳米双金属)、纳米零价铁与芬顿反应、超声、电场、磁场等技术应用耦合等。提出了纳米零价铁在环境领域中尚存在的科学问题,并对该技术的应用前景进行了展望。

纳米零价铁在污染土壤修复中的应用与展望

近年来,纳米零价铁因其大的表面积和高的表面反应活性,在生态环境保护和污染控制中的作用与贡献越来越大;同时,作为在污染土壤和水体修复与治理方面可以提供具有成本-效益解决方案的一项新技术,已经受到越来越多的关注。关于纳米零价铁在污染水体和地下水修复方面的报道已有很多,但极少是有关纳米零价铁在污染土壤修复方面的。本综述中,对近期纳米铁及其在环境修复特别是土壤修复中的研究进展作了概括和展望,总结了提高纳米零价铁的活性、稳定性及迁移性的改性技术,如聚合物包覆、活性炭负载、CMC稳定等。这些纳米零价铁可以去除/转移环境中广泛的污染物,如重金属、无机盐及有机物。随后对纳米零价铁及其改性材料在污染土壤修复中的研究进展进行了较为详细的概述,并对影响反应效率的因素加以讨论;另外,还对零价纳米铁在环境中的稳定性、迁移性及其潜在生态毒性效应做了简要的探讨。对其未来的应用方向进行了展望,以期为今后研究纳米零价铁作为参考。

地下水修复中纳米零价铁材料制备及应用综述

纳米零价铁(nZVI)具有较强的还原和吸附能力,能有效去除多种类型的污染物质,在地下水环境修复领域一直备受关注。但由于其易团聚和易钝化等缺陷,在实际应用过程中还存在着许多问题。本文综述了nZVI的常用制备方法,并对nZVI的常用改性方法进行归纳,分析各种改性方法起到的具体作用,指出改性过后的复合材料依然存在着的问题。在此基础上,阐述了改性nZVI在去除地下水中有机污染物和无机污染物的应用进展,总结了改性nZVI材料在去除过程中起到的具体作用和反应机制,并进一步归纳现阶段nZVI在地下水修复中的传输手段。根据已有研究成果,指出应改进现有制备方法实现nZVI的量产,在考虑nZVI生物毒性和材料再回收的前提下,合理使用多种改性方式实现nZVI的材料制备,选择符合污染场地实际情况的传输手段,从而提高nZVI在地下水污染修复中的使用寿命和对目标污染物的处理效果。

绿色纳米零价铁材料在环境修复应用中的改性技术探究

在坚持绿色低碳可持续发展的背景下,环境友好型材料已成为当前生态环境修复领域的研究热点。纳米零价铁(nZVI)由于具有高比表面积、强还原能力和绿色安全无毒等优点,在环境污染修复中应用前景广阔。本文系统总结了nZVI改性技术的最新研究进展并对其存在的相关问题进行了探讨,其中包括固体载体抑制nZVI团聚、物理化学法处理nZVI表面氧化壳层、nZVI掺杂贵金属改性、n ZVI表面硫化改性、大分子有机化合物修饰nZVI表面等,最后对nZVI技术应用的未来发展趋势进行了展望。

纳米零价铁耦合黏土修复污染土壤的研究进展

黏土负载型nZVI具有低成本、易制备、环境相容性好、综合性能优越的特点.本文在归纳nZVI改性策略的基础上,比较了黏土种类对nZVI形貌和性能的影响,提出了理想黏土载体的优选顺序,分析了复合材料的铁含量、比表面积、nZVI尺寸等与去除性能之间的关系,对nZVI耦合黏土在修复土壤重金属、卤代有机物、硝酸盐、新型污染物等方面的研究进行了总结,并概述了nZVI技术在土壤修复中的负面效应,最后对nZVI耦合黏土修复污染土壤的未来方向进行了展望.

纳米零价铁的制备及其可持续性评估

纳米零价铁(nZVI)是一种广受关注的环境修复材料,其兼具纳米材料的反应活性和零价铁的还原特性,扩展了铁基材料在场地修复和污染物去除中的应用范围,尽管纳米级的零价铁会带来更优异的使用效果,但更加复杂的制备过程也导致了更多的环境足迹和生产成本,制备方式正逐渐成为限制nZVI发展的关键。介绍了nZVI的发展历程,综述了制备方式的研究进展,从可持续发展的角度梳理了nZVI的主要制备方法,在总结优势特点的同时分析了制备过程可能造成的环境影响。以此为基础,研究了对nZVI典型制备方法的可持续性评估,定量分析了潜在的不可持续因素,着重说明了制备过程对电力能源的依赖。根据已有研究成果,对液相激光烧蚀等有潜力大规模制备nZVI的生产方式进行了展望,并进一步阐述了合理选择制备方式的重要性,强调了可持续性评估在nZVI未来发展中不可或缺的地位,希望能对研究者和决策者在选择和改良nZVI制备方法时提供参考。

有机蒙脱石负载纳米铁去除水中Cr(Ⅵ)机理研究

纳米铁体积小,比表面积大,表面活性强,具有广阔的应用前景,目前已经应用在饮用水处理、地下水修复、废水深度处理、癌细胞的治疗等领域,为很多难题的解决提供了参考依据(Wang等,1997;Li等,2006)。