摘要：采用流變相法,以FeSO4·7H2O∶KBH4=1∶2(摩爾比)為固相介質(zhì),0.06 g/mL CMC(羧甲基纖維素)水溶液為液相介質(zhì),固液比1∶2,反應2 h制備出包覆型納米零價(jià)鐵;采用XRD、TEM等手段對合成的納米零價(jià)鐵進(jìn)行表征。探討不同反應條件對包覆型納米鐵去除活性艷藍的影響。實(shí)驗結果表明,初始活性艷藍(濃度100 mg/L)pH為5,包覆型納米鐵的投加量為6 g/L,反應時(shí)間為30 min時(shí),活性艷藍的去除率可達 96%。通過(guò)研究機理,其吸附過(guò)程符合二級吸附動(dòng)力學(xué),降解過(guò)程符合一級反應動(dòng)力學(xué)。
目前，水污染與防治已經(jīng)成為全球關(guān)注的嚴重問(wèn)題。廢水中含有染料、氯代有機物、硝基化合物和重金屬離子等各種污染物。能被微生物降解的物質(zhì)一般毒性較低，且易處理，毒性大而又穩定性高的污染物往往很難被微生物降解，傳統的污水處理工藝對這些有機物的降解效率很低。
近年來(lái)，零價(jià)納米鐵因其粒徑小，顆粒的比表面積和表面能大，從而具有優(yōu)越的吸附性能和很高的還原活性，被廣泛應用于有機廢水的處理。然而，一些文獻報道了納米鐵在去除水中污染物的過(guò)程中也存在一些不足。目前，納米鐵粒子制備的方法比較多，有蒸發(fā)凝聚法、熱等離子法、高能球磨法、固相還原法和液相還原法等。其中，液相還原法因其工藝相對簡(jiǎn)單，受到了很大的關(guān)注。但該方法在制備過(guò)程中需要惰性氣體進(jìn)行保護，大大增加了制備的難度和成本；報道了納米鐵粒子比表面積大因而易團聚，表面能量高導致納米鐵粒子易被氧化，直接暴露在空氣中甚至會(huì )自燃；此外，Ellintt等指出，只能在厭氧條件下使用納米鐵。
流變相反應是指在反應體系中有流變相參與的化學(xué)反應。例如，將反應物通過(guò)適當方法混合均勻，加入適量的水或其他溶劑，調制成固體微粒和液體物質(zhì)分布均勻、不分層的糊狀或粘稠狀固液混合體系-流變相體系，然后在適當條件下反應得到所需產(chǎn)物。如泥石流、混凝土、泥漿、油墨、果醬和陶瓷器皿用漿料等，這些物質(zhì)都具有一個(gè)共同的性質(zhì)-流變學(xué)性質(zhì)。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
流變相反應法是武漢大學(xué)孫聚堂教授及其小組于1998年提出并定義的一種新的化學(xué)合成方法，方法的提出經(jīng)歷了水膜反應固液反應#半固相反應#流變相反應等幾個(gè)階段，目前該方法已成功用于研究制備鋰離子電池電極材料。
在流變相反應中，固體微粒在流體中分布均勻、緊密接觸，其表面能夠得到有效的利用，反應能夠進(jìn)行得更加充分，能得到純凈單一的化合物，產(chǎn)物與反應容器的體積比非常高，還可以避免大量廢棄物的產(chǎn)生，有利于環(huán)保，是一種高效、節能、經(jīng)濟的綠色化學(xué)反應，而且用流變相反應技術(shù)很容易獲得納米材料和非晶態(tài)功能材料。本研究采用流變相法，以廉價(jià)無(wú)害的羧甲基纖維素為穩定劑制備了包覆型納米鐵，有效地降低了制備的復雜性及難度，同時(shí)很大程度提高了其分散性和在空氣中的穩定度。
1實(shí)驗部分
1.1包覆型納米零價(jià)鐵的制備工藝
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