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纳米零价铁(nanoscale zero-valent iron,nZVI)是指粒径在1100 nm范围内的零价铁颗粒。纳米零价铁材料具有价格低廉、比表面积大、还原性强、吸附性和反应活性优异等优点,可通过不同机制降解各类环境污染物(如重金属、无机阴离子、放射性元素、卤代有机化合物、硝基芳香化合物、环境内分泌干扰物等),因此被视为一种有着广阔应用前景的新材料,是目前国内外研究的热点。但是在实际应用中仍然存在着合成条件不易控制、易团聚、空气中稳定性差等问题,从而对纳米零价铁材料的制备和应用提出了严峻的挑战。本文分别采用碳热法和绿色合成法制备了纳米零价铁,考察了载体、负载量、焙烧时间、焙烧温度、助剂、原料种类等因素对纳米零价铁材料性质的影响,并将所制备的负载型纳米零价铁材料用于水中Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)等重金属离子的去除实验。研究结果表明,以活性炭材料(AC)为载体,采用碳热法无法在低温条件下制备高分散纳米零价铁nZVI/AC,添加KNO3助剂能够促进碳热还原过程的进行,形成的Fe0粒径约为5060 nm。采用一步绿色合成法所制备的nZVI呈无定形结构,通过结合碳热处理,采用两步绿色合成法能够制备得到绿色载体(GS)负载型高分散纳米零价铁材料nZVI/GS,产物中Fe0分散度高(粒径约1015 nm)。所制备的负载型纳米零价铁材料对水中重金属离子具有很高的去除反应活性。水中Pb(Ⅱ)的去除率随着nZVI/AC材料的使用量增加而增加。同时,(弱)酸性条件有利于反应的进行,当pH=56时(25℃),反应30 min后Pb(Ⅱ)(溶液初始浓度在300 mg·L-1以内)的去除率能达到98%以上。相对于nZVI/AC,nZVI/GS也具有很高的去除水体中的重金属离子的反应活性,例如:该材料对于水中的Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)或多种重金属离子的去除率均接近100%。