Nanopoder de hierro nano-cero-valent (nZVI) es un partícula de hierro con un tamaño de partícula entre 1 y 100 nm. Su área de superficie específica y reactividad son mucho más grandes que las limaduras de hierro ordinarias y el polvo de hierro. Se puede inyectar directamente en el área altamente contaminada del entorno del agua para formar una zona de reacción in situ eficiente, que puede controlar la contaminación del agua de manera flexible, eficiente y a bajo costo. El nanopolvo nZVI no solo puede degradar varios hidrocarburos halogenados, sino también degradar algunos contaminantes orgánicos que no contienen elementos halógenos, adsorber o degradar iones de metales pesados ​​y varios aniones inorgánicos en agua. La tecnología de reparación de agua nZVI se ha aplicado en países desarrollados y se está promoviendo rápidamente. La influencia de los factores del sitio in situ en el efecto de reparación de agua nZVI es una dirección de desarrollo importante en este campo en el futuro. La efectiva dispersión y migración de nZVI en el entorno del agua es el principal punto de avance para nZVI para la restauración del agua en el futuro.

1. Características del nano hierro cero valent

El hierro nano-cero-valent tiene una gran área de superficie específica y alta reactividad. Los resultados del análisis de área de superficie específica (BET) son 35m2 · g-1. El hierro nano-cero-valent tiene una fuerte reducibilidad y se oxida fácilmente en óxido de hierro Fe2O3 o Fe3O4 durante la reacción. El hierro nano-cero-valent tiene una estructura esférica con un tamaño promedio de 60 nm y un tamaño de partícula del 80% entre 50 y 100 nm. El hierro nano-cero-valent tiene una estructura doble núcleo-carcasa, y el núcleo es un hierro sólido de cero-valent Fe0, que es una estructura de anillo de difusión de un cristal cúbico centrado en el cuerpo de hierro metálico, rodeado por un capa delgada de óxido de FeOOH, y el grosor de la capa es mayormente 2 ~ La estructura de la capa de FeOOH de 4 nm se considera intrínseca al hierro nano-cero-valent, es decir, la capa de pasivación de FeOOH se forma cuando el hierro nano-cero-valent sintetizado Debido a la atracción magnética y electrostática, el hierro nano-cero-valente tiende a formar una estructura de cadena, que generalmente tiene forma de racimo y tiene una cubierta de oxidación continua, pero el núcleo de metal está separado entre sí por una película de óxido más delgada. Y la capa de óxido es amorfa, lo que puede deberse a que el radio del hierro nano-cero-valent es pequeño, la curvatura de la capa de óxido es grande y se genera una gran tensión para dificultar la formación de cristales.

2. Contaminantes degradantes del hierro nano-cero-valent

El nano-hierro puede catalizar la reducción de varios haluros orgánicos, como alcanos halogenados, olefinas halogenadas, hidrocarburos aromáticos halogenados, pesticidas organoclorados y otros contaminantes orgánicos refractarios que pueden convertirse en compuestos no tóxicos o poco tóxicos. Al mismo tiempo, mejora su biodegradabilidad y crea condiciones favorables para una mayor biodegradación. Ya sea que se trate de nano-hierro o hierro de valencia cero, cuando la superficie se carga con un catalizador metálico, la tasa de deshalogenación mejora significativamente. En la actualidad, se estudian más bimetales de paladio y hierro, pero el precio del paladio es relativamente caro. El método de modificación del hierro nano cero valente puede mejorar significativamente el efecto de decloración y tiene las ventajas de un amplio rango de aplicación y una alta eficiencia de degradación.

3. Degradación de sustancias inorgánicas.

3.1 Eliminación de nitrógeno y fósforo

Al agregar nano-hierro en el sistema SBR, se descubre que la adición de nano-hierro promueve el efecto de eliminación de la sal de ácido de disco, y la eficiencia de eliminación de la sal de ácido de disco aumenta con el aumento de la concentración de nano-hierro. . La concentración de hierro fue de 400 mg / L y la tasa alcanzó el 97,69%. Cuando la concentración de nano-hierro es de 20 y 50 mg / L, no hay un efecto significativo en la eliminación de nitrógeno. Sin embargo, cuando la concentración de nano-hierro es de 200 mg / L, aunque el nitrógeno de amoníaco se puede eliminar por completo, la tasa de reducción de amoníaco es significativamente menor que la de los otros grupos.

3.2 Bromato

Las partículas de hierro nano-cero-valente soportadas (nZVI / AC) se prepararon mediante reducción de fase líquida utilizando carbón activado como vehículo y FeSO4 y NaBH4 como materias primas, y sus estructuras se caracterizaron por XRD, SEM y TEM. Además, se investigaron los efectos de diferentes materiales, pH inicial, dosificación de nZVI e iones coexistentes en la eliminación de bromato de nZVI / AC. Los resultados indican que el mecanismo de eliminación de BrZ3- por nZVI / AC incluye dos mecanismos de adsorción y reducción y un efecto sinérgico entre nZVI y AC.

En absoluto, como un método potencial de restauración del medio ambiente acuático, el hierro nano-zero-valent proporciona una nueva plataforma tecnológica para el medio ambiente acuático.

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