零价铁电化学法还原地下水中的铬
Electrochemical Enhancement of Zero-valent Iron in Reducing Chromium in Groundwater
铬,在产业生产中是一种重要的工业原料,并起到了广泛的作用,但是铬及其化合物均有着一定的毒性,尤其是六价铬的毒性最大,能够在人体中积聚而且持续很长时间,对人类的危害性极大.化工产业产生的含铬废水进入到地下水中,给地下水环境也造成及其严重的污染,以致地下水环境的污染问题函待解决.本文采用的是液相还原法制备活性炭负载型纳米零价铁,并用扫描电镜、X射线衍射的方法对活性炭负载型纳米零价铁的结构进行了表征,初步探讨了吸附作用机理.通过实验从而系统的确定了对Cr(Ⅵ)去除率的最佳技术参数,研究结果表明,在25℃、pH值为3、恒温、常压、振荡器转速280r/min、nZVI投加量为0.07g/100ml的条件下,Cr(Ⅵ)的去除率大于90%.研究探讨了在电化学中,温度、pH值、纳米零价铁的投加量、外加电流强度、支持电解质的种类等影响因素对六价铬去除率的影响,结果表明:电化学法处理地下水中铬的最佳技术参数为:以铁-铁为极板材料,投加0.8g/L的支持电解质NaCl,将pH值调节为3,电流强度调为2.2A,极板间距离8mm,通电时间为30min,换极时间为5min,出水的Cr(Ⅵ)去除效率为97.33%.进而研究了由于零价铁表面的钝化现象,电化学法对零价铁去除地下水中Cr(Ⅵ)有很好的解作钝化用.同时,结合Origin、SPSS等软件对活性炭负载纳米零价铁建立相应的动力学模型,结果表明,当溶液pH值为3-9区间,温度在15-40℃的范围内,nZVI的投加量为0.01-0.07mg/L,活性炭负载纳米型零价铁去除地下水中Cr(Ⅵ)的过程符合一级反应动力学,且反应的活化能Ea=29.7kJ/mol,说明该过程容易发生,为以后纳米零价铁降解地下水中Cr(Ⅵ)的领域提供了一定的理论参考.
- 作者：
- 张金梦
- 学位授予单位：
- 沈阳大学
- 专业名称：
- 环境科学与工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2017年
- 导师姓名：
- 王英刚
- 中图分类号：
- X523
- 关键词：
- 零价铁；纳米铁；地下水；铬；电化学
- zero-valent iron; nano-iron; groundwate r; chromium; electrochemistry;