羧甲基纤维素改性凹凸棒石黏土负载纳米铁去除水中Zn(Ⅱ)性能和机制

编号：NMJS07504

篇名：羧甲基纤维素改性凹凸棒石黏土负载纳米铁去除水中Zn(Ⅱ)性能和机制

作者：范先媛 刘红 龚璇 张家源 廖丽莎

关键词： 羧甲基纤维素钠 改性凹凸棒石黏土 纳米铁 负载 重金属

机构： 武汉科技大学资源与环境工程学院 武汉科技大学 中国水利水电科学研究院

摘要： 为改善纳米铁(NZVI)易氧化钝化和团聚的问题,以羧甲基纤维素钠改性的凹凸棒石黏土(CMC-ATP)为载体构建了CMC-ATP-NZVI复合材料,并对复合材料去除水中Zn(Ⅱ)的性能与机理进行了研究。结果表明:仅含33.3%(质量分数)纳米铁的CMC-ATP-NZVI与NZVI相比,对水中Zn(Ⅱ)有更快的反应速率和更高的去除效率,而成本却降低了约2/3。此外,相比未改性的ATP-NZVI复合材料,CMC-ATP-NZVI对Zn(Ⅱ)的吸附量提高了12.49 mg/g。CMC-ATP负载能够增强NZVI去除水中Zn(Ⅱ)性能的机制主要是:1) CMC-ATP的电动电位比ATP更低,因而对阳离子Zn2+有更大的吸引力;2) CMC-ATP的分散作用使NZVI团聚体的尺寸变小,甚至成为单个纳米铁颗粒,因此复合材料比表面积增大,能提供更多吸附位点;3)CMC-ATP的负载提高了NZVI中Fe0含量,因此NZVI能够充分发挥自身反应活性。CMC-ATP-NZVI去除Zn(Ⅱ)机制主要是Fe0氧化和腐蚀产生的氧化物和羟基氧化铁表面羟基对Zn(Ⅱ)的配合作用以及Zn2+在反应后发生化学沉淀。