纳米零价铁基材料去除水中硝酸盐污染的研究进展

编号：NMJS08624

篇名：纳米零价铁基材料去除水中硝酸盐污染的研究进展

作者：吕晓书 王霞玲 蒋光明 熊昆 汪小莉 张贤明

关键词： 零价铁 化学还原 硝酸根 N 2选择性 功能材料

机构： 重庆工商大学废油资源化技术与装备教育部工程研究中心 中国石油集团川庆钻探工程有限公司安全环保质量监督检测研究院

摘要： 地下水和地表水中的硝酸盐污染成为一个日益严重的环境问题,通过经济有效的办法对硝酸盐污染进行控制或处理,甚至实现完全无害化,是非常必要且迫切的。纳米零价铁作为一种典型的工程纳米材料,在硝酸盐污染环境修复中有巨大的应用潜力。以纳米零价铁技术在硝酸根还原中的应用发展作为依据,该领域当前主要的研究工作集中于:(1)通过对纳米零价铁颗粒合成方法的探索和改进,提高其对高浓度硝酸盐废水的耐冲击能力,或与其他修复处理技术联用,增强其在原位修复中的适用性等;(2)研究环境条件(包括反应温度、溶解氧浓度、溶液初始pH,以及环境中其他竞争离子等)对纳米零价铁还原硝酸盐的影响规律,为该技术的工业推广提供理论支撑。然而,总结这些研究工作后发现该技术在向实用化进程中仍存在一些难点问题,尤其是零价铁技术使用寿命较短,硝酸根在体系内传质和吸附受限,产物(氮气)选择性低等。为此,在纳米零价铁材料的基础上,通过对其进行功能化改性,进而合成纳米铁基复合材料,作为更先进的技术替代。本文从负载型、双金属型、表面改性型几个方面对纳米铁基复合材料进行了归纳整理,重点阐述了不同复合体系在水中硝酸盐污染去除中展示出的优异于纯纳米零价铁体系的多种性能,揭示纳米铁基复合材料促进机理和影响硝酸根还原能效的因素。最后,对纳米零价铁基材料修复水中硝酸根污染技术目前尚需要解决的问题和未来的发展方向进行了思考和展望。