基于废弃烟蒂的铁/碳材料制备及其在三氯乙烯污染修复中的应用

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:plutuscty
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三氯乙烯作为典型地下水氯代有机污染物,可长时间存在于土壤及地下水环境中,其对人具有神经毒性,存在潜在致癌威胁。地下水作为饮用水重要来源,一旦污染,势必对人类的生命健康造成难以挽回的损伤。目前地下水修复技术主要有物理修复技术,生物修复技术,可渗透反应格栅,原位反应带技术等,其中因三氯乙烯等造成的场地污染多采用原位反应带技术。零价铁是原位反应带技术主要功能材料,其修饰方法更是修复技术顺利实施的关键。而零价铁修饰技术大多过程复杂,高分子化学原材料使用率较高,经济成本增加。因此本文目的是制备出性能优异、工艺流程简单、造价低廉的零价铁修饰材料——铁/碳复合材料(下称Fe~0/C复合材料)。本文将采用生活废弃物烟蒂作为碳源,一步碳热法制备Fe~0/C复合材料,应用于三氯乙烯降解,同时解决了固体废物治理和环境污染修复问题。制备的Fe~0/C复合材料通过SEM,XRD,氮气吸附解吸,元素分析等手段进行表征。其中FeCl3(1.3)(初始三氯化铁1.3 g,烟蒂2.5 g的Fe~0/C复合材料)比表面积780 m2/g,在降解饱和浓度的三氯乙烯水溶液时,120 h反应去除率达98%,符合假一级反应动力学,反应速率0.02604 h-1。本文从实际应用角度出发,分别进行了材料老化实验和颗粒地下传输效率考察,结果均表明材料应用前景较好。对比了pH值在5~9时材料降解效果,实验结果表明酸性条件反应程度优于碱性,pH 5时效果最优。同时,为进一步研究Fe~0/C复合材料的碳铁组成成分与反应效果间的对应关系,本文设计实验表明材料对三氯乙烯降解存在最优碳铁含量。通过材料表征,动力学分析,反应机理研究等得出结论:Fe~0/C复合材料含碳量为67%时,材料降解三氯乙烯可达最快反应速率0.02604 h-1,三氯乙烯降解率可达98%以上。
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