包覆型纳米铁的制备及其去除三氯乙烯的研究

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1、万方数据中国环境科学2009，29(8)：811～815ChinaEnvironmentalScience包覆型纳米铁的制备及其去除三氯乙烯的研究王薇，金朝晖‘，李铁龙(南开大学环境科学与工程学院，天津300071)摘要：采用微乳聚合法成功的用聚甲基丙烯酸甲脂(_PMMA)包覆了纳米铁粒子．透射电镜、红外光谱和热蘑分析证明，PMMA包覆层存在于铁表面，包覆礁纳米铁在空气中的稳定性明显提高．批次实验结果表明，该纳米材料能有效降解环境污染物三氯乙烯(TCE)。包覆型纳米铁对TCE的还原反应符合准一级反应动力学．关键词：纳米铁；聚

2、甲基丙烯酸甲酯：纳米复合粒子：微乳聚合；三氯乙烯中图分类号：x506文献标识码：A文章编号：1000-6923(2009)08-0811-05SynthesisofcoatednanoironparticlesfortrichloroetheneremovaLWANGWei，JINZhao-hui’，LITie—long(CollegeofEnv打onmenmlScienceandEngineering,NankaiUniversity,Tianjin300071，China)．ChinaEnvironmentalScien

3、ce,2009，29(8)：811-815Abstract：Nanoscaleironparticleswereen仃appedsuccessfullyinpoly(methylmethacrylate)(PMMA)bymicroemulsionpolymerization．ThepresenceofPMMAonthenanoscaleironparticlesurfacewasverifiedbytransmissionelectronmicroscopy,fouriertransforillinfraredspectro

4、scopyandthermogravimetricanalysis，whichsignificantlyimprovedthestabilityofthenanoiron／PMMAcompositeparticlesinair．BatchexperimentsconfLrmedthattheFefPMMAcompositeparticlesWerecapableofeffectiveremovaloftrichloroethene(TCE)．ItrevealedthatdegradationofTCEbycompositep

5、articleswellobeyedapseudo-firstorderkineticsmodel．Keywords：nanoironparticle；polymethylmethacrylate；compositenanoparticle：microemulsionpolymerization；trichloroethylene。纳米铁具有较高的表面能和反应活性，近年来广泛应用于地下水修复和危险废物处理等环境领域Il～1．但由于其抗氧化性能差，在空气中极易氧化而丧失部分活性，使得纳米铁在实际应用中受到很大限制．研究发现14

6、J，用高分子聚合物来包覆纳米粒子能够提高金属内核的抗氧化性．但由于纳米粒子极易团聚，很难在聚合物中均匀分散，常用的机械混合法很难在纳米粒子外形成均匀完整的包覆层15J，有效地起到隔绝氧气的作用．本研究是使金属离子在聚合物单体中原位还原来合成包覆型纳米粒子，在用油包水型微乳液制备纳米材料的同时，使单体在油水界面实现对纳米材料的包覆，然后引发聚合，在新制成的纳米粒子外层形成稳定的高分子包覆层．将纳米粒子的生成直接、粒径控制、抗氧化、抗团聚保护在同一体系中一次性实现．同时考察此种包覆型纳米铁在空气中的稳定性，并考察了其对环境污染物

7、三氯乙烯(TCE)的还原降解性能．1材料与方法1．1材料七水合硫酸亚铁(FeS04·7H20)，硼氢化钾(KBH4)，十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，偶氮二异丁腈(AIBN)，甲基丙烯酸甲酯(MMA)，正丁醇，异辛烷，无水乙醇等均购自天津市化学试剂六厂，均为分析纯．正己烷、甲醇、三氯乙烯为天津科威试剂有限公司色谱纯试剂．1．2实验方法配置2份以CTAB为表面活性剂、正丁醇为助表面活性剂、异辛烷为油相的混合液．各组收稿日期：2008-12-04基金项目：天津市自然科学基金资助项1j(07JCZDJC01800)‘责任作者，教

8、授。jilIzIl@n锄kai．edu．cn万方数据812中国环境科学29卷分使用量分别为4．89，5mL和19mL．1份加入lOmL0．05mol／L的硫酸亚铁溶液配成微乳液A，另1份加入lOrnL0．Imol／L的硼氢化钾溶液配成微乳液B．然后分别向两体系中加入2mL单体MMA和0．0