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    活性炭去除三氯乙烯

    来源:韩研活性炭网 作者:韩研活性炭网 2017-09-04

      使用活性炭承载的零价铁去除三氯乙烯,三氯乙烯是地下水普遍持续的污染物,对地下水环境安全和人类健康构成严重威胁??悸歉丛拥牡叵禄肪?,从地下水中去除TCE是一项具有挑战性的任务。早已证明活性炭已被有效地用于降解卤代有机化合物。最近,ZVI研究已经转移到纳米材料,因为ZVI容易钝化,并且由于其大的尺寸,反应速度相对较慢[。相比之下,纳米级零价铁(的nZVI)具有高脱氯率和完全改变氯化溶剂而不氯化副产物。然而,仍然有很多因素限制了nZVI的应用,如稳定性差,流动性差和潜在的生态毒性?;钚蕴坎牧喜唤隹捎行Ы档蚽ZVI聚集,而且可以快速增加nZVI周围微环境中污染物的浓度。虽然活性炭固定nZVI(掺杂活性炭)并提高TCE去除效率,但其制备消耗大量能量。非常希望以低成本对具有高吸附能力的nZVI进行环保的支持。

      在本研究中,了解了活性炭支持的nZVI(AC-nZVI)复合材料对反应性的影响因素,包括溶液pH,常见阴离子和腐殖酸的存在。在室温(20±1℃)的黑暗中,在150rpm培养箱中进行三氯乙烯去除实验。将活性炭承载的纳米零价铁和活性炭(0.1g?L-)加入到含有100mL水溶液(包括30mL TCE(pH7.0))的100mL血清瓶中。立即用聚四氟乙烯塞子和铝盖密封每个瓶子。每个规定的时间间隔使用玻璃注射器收集样品,并立即通过0.22mm膜过滤器。通过气相色谱分析过滤的样品以确定TCE浓度。TCE去除实验一式三份进行,以确定重现性。

    HP对活性炭去除三氯乙烯的影响

      活性炭掺杂的纳米零价铁的比表面积小于生物炭和活性炭的表面积(表1)。这归因于加载的nZVI,其表面积比活性炭低得多。掺杂活性炭的孔体积也小于的孔体积。掺杂活性炭的平均孔径足以进入TCE污染物。通过掺杂活性炭,活性炭在200分钟内去除了超过90%的TCE,而仅有约55%的TCE被裸露的nZVI降解(图2)。TCE去除的伪一阶速率常数(k obs,TCE)分别为:掺杂活性炭> 活性炭> nZVI。重复测量ANOVA显示时间的显着影响(F 8,96 = 10523.9,P <0.01)和组(F 5,12 = 756.1,P <0.01)和显着的时间×组相互作用(F 40,96 = 577.8,P<0.01)。由于掺杂活性炭的吸附能力比活性炭似乎是通常的发现,支持nZVI增强了TCE的去除。掺杂活性炭具有比活性炭更大的吸附能力,归因于其孔结构丰富。

      pH对活性炭去除三氯乙烯的影响

      在pH 4.4,5.7和6.8下,活性炭去除TCE效率达到90%,但在pH 9.8时效能较差(图3A)。最高的去除率出现在pH 5.7,其次是pH 6.8。速率常数(k obs,TCE)处于pH 5.7> pH 6.8> pH 4.4> pH 9.8的数量级。重复测量方差分析显示时间的显着影响(F 6,48 = 9010.8,P <0.01),pH(F 3,8 = 10.0,P<0.01)和时间×pH(F 18,48 = 14.4 ,P <0.01)。

    活性炭去除三氯乙烯

      常见的无机阴离子对活性炭去除三氯乙烯的影响

      阴离子的作用(CL -,SO 4 2-,NO 3 -和HCO 3 - )上TCE去除由活性炭的nZVI进行了评价。去除率常数随着Cl -浓度的增加而略有增加。氯化物可能通过去除nZVI的氧化物涂层来增加脱氯。

      所有HCO存在的3 -,SO 4 2-和NO 3 -降低活性炭的nZVI的反应性。速率常数在控制的顺序降低> HCO 3- > SO 4 2- > NO 3 - 。所述速率常数为在0.5mM的HCO存在较小的3 -比不带任何阴离子,其归因于碳酸盐的生成析出物的nZVI 。SO 4 2-也对活性炭nZVI反应性产生负面影响,抑制浓度随浓度增加。SO 4 2-可能是由于SO 4 2-在nZVI表面上形成内部球形复合体。NO 3 -当NO 3 -浓度增加至20mM时,其速率常数降低至0.650h -1,显示出最强的抑制作用,远低于没有任何阴离子的NO 3 -浓度。以前的研究表明,NO 3 -通过从铁表面获得电子减少,因此反应性位点的竞争可能有助于对活性炭nZVI 的NO 3 -对TCE去除的显着抑制。

      使用农业材料制成的活性炭,是一种经济的材料,通过nZVI增强活性炭去除三氯乙烯和脱氯。TCE可能被活性炭nZVI通过活性炭的吸附和随后的nZVI脱氯的组合去除。制备活性炭nZVI复合物,其在氯化物,硫酸盐和碳酸氢根阴离子存在下,并且在低HA浓度下有效地除去pH 5.7-6.8的TCE。当浓度增加时,HA变得抑制,但是HA聚集体似乎促进了在最高测试浓度下的脱氯。硝酸盐在低浓度下几乎没有影响,但竞争较高浓度的电子?;钚蕴縩ZVI的迁移率和寿命应在地下环境中进行调查,并对微生物活动的影响进行评估。因为nZVI颗??赡芷苹的せ蚋谋淠さ缥?,所以在地下注射之前应该清除微生物的毒性。目前的研究结果表明,活性炭nZVI可用于修复受三氯乙烯污染的地下水。

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