Nanopó de ferro nano-zero-valente (nZVI) é um partícula de ferro com um tamanho de partícula entre 1 e 100 nm. Sua área superficial específica e reatividade são muito maiores que os limalhas comuns de ferro e o pó de ferro. Ele pode ser injetado diretamente na área altamente poluída do ambiente aquático para formar uma zona de reação in situ eficiente, que pode controlar a poluição da água de maneira flexível, eficiente e com baixo custo. O nanopowder nZVI pode não apenas degradar vários hidrocarbonetos halogenados, mas também degradar alguns poluentes orgânicos que não contêm elementos halogênio, adsorvendo ou degradando íons de metais pesados ​​e vários ânions inorgânicos na água. A tecnologia de reparo de água nZVI foi aplicada em países desenvolvidos e está sendo rapidamente promovida. A influência de fatores do local in situ no efeito de reparo da água nZVI é uma importante direção de desenvolvimento nesse campo no futuro. A dispersão e migração efetivas do nZVI no ambiente aquático são o principal ponto de avanço do nZVI para restauração de água no futuro.

1. Características do nano ferro zero-valente

O ferro nano-zero-valente possui grande área superficial específica e alta reatividade. Os resultados da análise de área superficial específica (BET) são 35m2 · g-1. O ferro nano-zero-valente possui forte redutibilidade e é facilmente oxidado em óxido de ferro Fe2O3 ou Fe3O4 durante a reação.O ferro nano-zero-valente possui uma estrutura esférica com tamanho médio de 60 nm e tamanho de partícula de 80% entre 50 e 100nm. O ferro nano-zero-valente possui uma estrutura dupla de carcaça central e o núcleo é um ferro sólido zero valente-Fe0, que é uma estrutura de anel de difusão de um cristal cúbico centrado no corpo de ferro metálico, cercado por um casca fina de óxido FeOOH, e a espessura da casca é principalmente 2 ~ A estrutura de casca FeOOH de 4 nm é considerada intrínseca ao ferro nano-zero-valente, ou seja, a camada de passivação FeOOH é formada quando o ferro nano-zero-valente é sintetizado. Devido à atração magnética e eletrostática, o ferro nano-zero-valente tende a formar uma estrutura de cadeia, que geralmente é semelhante a um cluster e tem uma concha de oxidação contínua, mas o núcleo do metal é separado um do outro por um filme de óxido mais fino. E a camada de óxido é amorfa, o que pode ser porque o raio do ferro nano-zero-valente é pequeno, a curvatura da camada de óxido é grande e é gerada uma grande tensão para impedir a formação de cristais.

Poluentes de degradação do ferro nano-zero-valente

O nano-ferro pode catalisar a redução de vários halogenetos orgânicos, como alcanos halogenados, olefinas halogenadas, hidrocarbonetos aromáticos halogenados, pesticidas organoclorados e outros poluentes orgânicos refratários que podem ser convertidos em compostos não-tóxicos ou de baixo tóxico. Ao mesmo tempo, melhora sua biodegradabilidade e cria condições favoráveis ​​para maior biodegradação. Seja nano-ferro ou zero-valente, quando a superfície é carregada com um catalisador de metal, a taxa de desalogenação é significativamente aprimorada. Atualmente, mais bimetais de ferro-paládio são estudados, mas o preço do paládio é relativamente caro. O método de modificação do ferro nano zero-valente pode melhorar significativamente o efeito da decloração e possui as vantagens de uma ampla faixa de aplicação e alta eficiência de degradação.

3.Degradação de substâncias inorgânicas

3.1 Remoção de nitrogênio e fósforo

Ao adicionar nano-ferro no sistema SBR, verifica-se que a adição de nano-ferro promove o efeito de remoção do sal ácido do disco, e a eficiência da remoção do sal ácido do disco aumenta com o aumento da concentração de nano-ferro . A concentração de ferro foi de 400 mg / L e a taxa atingiu 97,69%. Quando a concentração de nano-ferro é 20 e 50 mg / L, não há efeito significativo na remoção de nitrogênio. No entanto, quando a concentração de nano-ferro é de 200 mg / L, embora o nitrogênio da amônia possa ser completamente removido, a taxa de redução da amônia é significativamente menor que a dos outros grupos.

3.2 Bromate

Partículas de ferro nano-zero-valente suportadas (nZVI / AC) foram preparadas por redução de fase líquida usando carvão ativado como transportador e FeSO4 e NaBH4 como matéria-prima, e suas estruturas foram caracterizadas por DRX, SEM e TEM. Além disso, foram investigados os efeitos de diferentes materiais, pH inicial, dosagem de nZVI e íons coexistentes na remoção de bromato de nZVI / AC. Os resultados indicam que o mecanismo de remoção do BrZ3- pelo nZVI / AC inclui dois mecanismos de adsorção e redução e um efeito sinérgico entre o nZVI e o AC.

Como um método potencial de restauração do ambiente aquático, o ferro nano-zero-valente fornece uma nova plataforma tecnológica para o ambiente aquático.

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