粘土矿物强化零价铁去除废水中重金属污染物的作用研究

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1、分类号：_____O61___密级：公开ＵＤＣ：546单位代码：____11646____硕士学位论文论文题目：粘土矿物强化零价铁去除废水中重金属污染物的作用研究学号：1211072012姓名：陈亚专业名称：无机化学学院：材料科学与化学工程指导教师：李益民教授曹玉廷副教授论文提交日期：2015年04月15日AThesisSubmittedtoNingboUniversityfortheMaster’sDegreeEnhancedremovalofheavymetalsfromwastewaterbyusingthemixtureofzero-valentiron

2、andclaymineralsCandidate：YaChenSupervisors：ProfessorYiminLiandYutingCaoFacultyofMaterialsScienceandChemicalEngineeringNingboUniversityNingbo315211，ZhejiangP.R.CHINADate:15thApril,2015独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得宁波大学或其

3、他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。签名：___________日期：____________关于论文使用授权的声明本人完全了解宁波大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵循此规定）签名：___________导师签名：___________日期：____________宁波大学硕士学位论文粘土

4、矿物强化零价铁去除废水中重金属污染物的作用研究摘要0零价铁作为活性介质的可渗透反应墙(Fe-PRB)，被认为是一种能替代传统抽取处理、最具发展潜力的原位修复地下水技术，但在修复过程中零价铁反应0活性的降低和渗透能力的减弱，是影响Fe-PRB使用寿命、制约其实际应用的最2-2+重要因素。本文选择两种重金属离子（阴离子SeO4(Se(VI)和阳离子Pb）作目0标污染物，用连续柱试验方法模拟Fe-PRB技术，将对其具有较强吸附作用的荷正电性的改性膨润土—羟基铝柱撑膨润土（Al-bent）和三种荷负电性的天然粘土矿物（海泡石：Sepiolite，钙基膨润土：Ca-ben

5、t，高岭土：Kaoline）分别与铁粉、0砂均匀混合，用作PRB中的混合活性材料，比较研究了各种粘土对Fe-PRB去除重金属污染物的强化作用和地下水中常见共存组分（腐殖酸（HA）和四种阴离---2-2-子（Cl、NO3、HCO3和SO4））对SeO4去除作用的影响；结合同步辐射X-射线吸收精细结构X-rayAbsorptionFineStucture，XAFS)光谱技术和X-射线衍射仪(X-0raydiffraction，XRD)等现代分析方法考察粘土在Fe-PRB去除重金属污染物的协同作用机制。主要结果如下：2-001.对SeO4具有良好吸附作用的Al-ben

6、t与Fe、砂混合得到的Fe/Al-bent/砂反2-00应体系对SeO4的还原去除能力明显高于Fe/砂，也远高于Fe/砂与Al-bent/砂体2-0系对SeO4去除率的加和，显示Al-bent和Fe之间存在明显的协同效应。其协同2-0作用主要源于：Al-bent加入使SeO4在Fe表面得到富集，促进了两者之间的电0子转移，从而增强了Fe的还原能力;表面富含的Si-OH，Al-OH的Al-bent能够缓冲反应介质的pH，从而可减少铁表面的腐蚀产物；铁表面的腐蚀产物还能转移到Al-bent，从而延长铁的反应寿命。此外，XAFS测定结果表明Al-bent的加入能0有效

7、促进Fe将Se(VI)还原成溶解性更低，毒性更小的Se(-II)或Se(0)。---2-2.腐殖酸（HA）和常见的共存阴离子（Cl、NO3、HCO3和SO4）均能降00低Fe/Al-bent/砂和Fe/砂对Se(VI)的去除率，但由于Al-bent对这些共存物质较强的吸附作用，因而可明显弱化这种抑制效应。03．将三种天然粘土矿物分别与Fe、砂均匀混合，均能显著提高对合成废2+2+水中Pb的去除能力，去除率与相应粘土吸附Pb的能力成正相关，即：0000Sepiolite/Fe/砂>Ca-bent/Fe/砂>Kaoline/Fe/砂>Fe/砂。-I-粘土矿物强化零价

8、铁去除废水中重金属污染物