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纳米铁的制备及其对CPC的降解作用


□ 胡存杰 蒋燕胜

  摘 要:以六水三氯化铁和硼氢化钾为原料,采用液相还原法制备纳米铁粉末。对反应体系中表面活性剂、反应物配比和反应时间等制备条件进行试验;同时对纳米铁降解水中氯代十六烷基吡啶(CPC)的影响因素进行探讨。实验结果表明:制备条件以乙醇,水混合体系下配比1:1,10%PEG-2000,反应时间30min为最佳;在pH=6、紫外光照时间为60min,纳米铁粉末光催化降解氯代十六烷基吡啶的最佳用量为0.050g/50mL氯代十六烷基吡啶(50mg/L);其对氯代十六烷基吡啶溶液的降解率达94.52%。结果令人满意。
  关键词:纳米铁;制备;氯代十六烷基吡啶;降解
  
  纳米技术正在应用于各项工业技术领域,如电子、机械、医学、化学、航空等。纳米颗粒体积较小,具有较大的比表面积和较高的催化活性;在环境污染的处理和环境修复中有较高的反应速率、较高的效率、能减少有害的反应中间产物、以及实际应用中较易于操作的优点。利用光催化剂进行废水的处理已有报道;但纳米零价铁在水处理中应用研究表明,纳米零价铁对含铬废水、染料废水、含多氯有机物废水有较好的处理效果。
  目前,国内对纳米铁金属在有机物、重金属污染等水处理中的应用和研究较少。本实验以六水三氯化铁和硼氢化钾为原料,采用液相还原法制备纳米铁粉末并就反应体系、反应物配比及表面活性剂种类等制备条件进行优化。对纳米铁降解氯代十六烷基吡啶的影响因素进行探讨,为进一步的研究和应用奠定基础。
  
  1 实验部分
  
  1.1主要仪器及试剂
  
  1.1.1主要仪器
  TU-1901双光束紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限公司)
  纳米铁的制备及其对CPC的降解作用图片1
  1.1.2试剂
  45mmol/L的FeCI3·6H2O乙醇-水混合溶液(乙醇体积分数为0.9);0.25mol/L的KBH4乙醇一水混
  当铁粉的用量为0.050g降解效果最佳;可见纳米铁用量不是越多越好,要适量;用量过多,对紫外光的利用率降低;用量过少时,反应面积减少;二者都将降低反应速率。
  
  3 结论
  
  综上所述,表面活性剂聚乙二醇-2000存在下,45mmol/L的FeCl3·6H2O乙醇、水混合溶液与0.25mol/L的KBH4乙醇、水混合溶液以体积比为1:1混合反应30min制备的纳米铁具有良好的降解能力,对于浓度50mg/L的氯代十六烷基吡啶,0.050g纳米铁粉末在pH=6,紫外光照射1h,其降解率能达到94.52%。可见,纳米铁可作为降解水中有机物的一种很有前途的材料。
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