纳米级零价铁的制备及其在废水处理中的应用研究

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1、分类号:X510710-2013229049专业硕士学位论文纳米级零价铁的制备及其在废水处理中的应用研究李莹莹导师姓名职称郭冀峰副教授学科专业名称及申请学位级别工学硕士环境工程领域名称论文提交日期2015年4月6日论文答辩日期2015年6月4日学位授予单位长安大学PreparationofnanoscalezerovalentironanditsapplicationinwastewatertreatmentADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidat

2、e：LiYingyingSupervisor：AssociateProf.GuoJifengChang’anUniversity,Xi’an,China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：龙邕漫年（月工曰论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及

3、相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。(保密的论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：志漫•唆年《月曰导师签名：ye年6月r曰摘要本论文主要制备了纳米级零价铁、活性炭负载纳米零价铁、普通铁铜双金属和纳米铁铜双金属。之后对这材料进行了扫描电镜(SEM)分析和X射线衍射(XRD)分析的表征。同时把这材料应用于废水的研究中，得出了以下结论：纳米铁粉相对于铁屑、普通铁

4、粉更易于降解罗丹明B的浓度，不仅可以提高罗丹明B的去除率，而且可以缩短降解罗丹明B达到最大去除率的反应时间。这在相应降解甲基橙的实验中得出的结论是一致的。纳米级零价铁的投加量、罗丹明B或甲基橙的初始浓度、温度和pH值是主要的影响其去除率的因素。去除率随着纳米级零价铁的增加先升高后降低，随着染料初始浓度的增加先升高后降低，随着温度的升高先升高后降低，随着pH值的增大逐渐降低。探究了纳米零价铁降解这两种染料的最佳条件，均达到了90%以上的效率。普通的Fe-Cu双金属与纳米的Fe-Cu双金属脱硝作用的实验中，当投

5、加量为0.6g，在温和的条件下，普通的铁铜双金属在200min内对硝酸盐几乎没有去除效率。而使用纳米铁铜双金属对硝酸盐的降解在200min内的效率几乎达到了100%。溶解氧、纳米Fe-Cu双金属的投加量、硝酸盐的初始浓度、纳米铁粉的分散状态、pH值是其主要的影响纳米Fe-Cu双金属脱硝作用的因素，较大的溶解氧浓度不利于硝酸盐的去除；而纳米Fe-Cu双金属的投加量和硝酸盐的初始浓度是一个此消彼长的关系，它们之间的相对含量决定了硝酸盐的去除率；纳米铁粉的分散程度越好，对应的硝酸盐的去除率越高，但是pH值却与硝酸

6、盐的去除率呈反比关系。活性炭负载纳米铁相比较与相同投加量的活性炭、纳米铁单独作用时对COD的降解效率更高，大概是单独使用相同投加量的活性炭和纳米铁去除COD效率的总和，这样不仅大大提高了去除率，而且如果应用于实际中也会很大幅度的降低成本。随着活性炭负载纳米铁投加量的增加，COD的去除率逐渐升高，但是升高到一定值后，增加的特别缓慢，考虑到经济因素，确定了0.1g为最适宜的投加量。从本研究的实验结果来看，实验所制备的纳米级零价铁适于处理印染废水，纳米铁铜双金属适于进行硝态氮废水的降解，而活性炭负载纳米铁对有机物

7、含量高的废水处理效果显著。关键词：纳米零价铁；纳米负载；纳米双金属；印染废水；脱硝作用；影响因素；机理IAbstractThisthesiswaspreparednanoscalezerovalentiron,activatedcarbonsupportednanoscalezerovalentiron,ordinarycopper-ironandbimetalliccopperbimetallicnano-iron.Thenthesematerialswerecharacterizedbyscanning

8、electronmicroscopy(SEM)andX-raydiffraction(XRD)analysis.Andfourkindsofmaterialsusedinthisstudyinwastewater,reachedthefollowingconclusions:Nano-ironrelativetoiron,ordinaryironconcentrationismoresusceptibletode