生物炭负载纳米铁镍双金属原位修复模拟地下水中三氯乙烷

【摘要】：三氯乙烷是一种典型的地下水有机污染物,近年来在许多工业废弃物场地都有检测出,严重危及人类健康与生态安全。纳米零价铁由于其电负性强,能有效的降解地下水中氯代烃。但在实际应用中,纳米零价铁在水中不稳定,往往存在团聚、钝化等问题。本研究通过小麦秸秆生物炭负载,制备得到生物炭负载纳米铁镍双金属材料,考察材料对三氯乙烷的吸附脱氯效果,并以该材料为反应活性介质,构建降解反应柱列,通过室内模拟实验,考察1,1,1-TCA污染地下水的原位修复效果。结果表明,通过小麦秸秆生物炭的负载,能有效提高纳米零价铁双金属的反应活性。在30 min内1,1,1-TCA去除率达到了92%,并且生物炭负载纳米铁镍双金属材料在1,1,1-TCA浓度为40 mg/L的废水中能重复使用10次,具有良好的重复性和稳定性。生物炭的负载能有效提高纳米双金属的稳定性,同时生物炭有利于1,1,1-TCA的吸附,从而提高了脱氯反应效率。在室内模拟实验中,运行20 d内,1,1,1-TCA的去除效果维持在85%左右。证明以生物炭负载纳米铁镍双金属为填料构建降解反应柱列去除地下水中1,1,1-TCA是可行的。 【关键词】：1 1 1-TCA 生物炭 纳米铁镍双金属 原位修复
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X523
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 前言10-21
• 1.1 课题来源和研究背景10-11
• 1.1.1 课题来源10
• 1.1.2 研究背景10-11
• 1.2 地下水氯代烃污染物污染现状11-12
• 1.3 生物炭及其应用12-14
• 1.3.1 生物炭的定义12
• 1.3.2 生物炭的制备12-13
• 1.3.3 生物炭的性质及表征方法13
• 1.3.4 生物炭在环境修复中的应用13-14
• 1.4 零价铁还原技术的研究进展及应用14-16
• 1.4.1 零价铁还原脱氯机理14
• 1.4.2 纳米零价铁、双金属体系强化还原脱氯14-15
• 1.4.3 稳定化纳米双金属体系强化还原脱氯15-16
• 1.5 PRB技术研究现状16-18
• 1.5.1 PRB的结构类型17-18
• 1.5.2 Fe~0-PRB技术研究与应用18
• 1.6 研究目的及意义18-19
• 1.6.1 研究目的18
• 1.6.2 研究意义18-19
• 1.7 研究内容19-20
• 1.8 技术路线图20-21
• 第2章 实验材料与分析方法21-26
• 2.1 实验器材与试剂21-22
• 2.1.1 实验主要试剂21-22
• 2.2 主要实验装置及仪器22-23
• 2.2.1 实验主要仪器22
• 2.2.2 实验装置22-23
• 2.3 三氯乙烷的分析方法23-26
• 第3章 生物炭的制备及结构性能表征26-35
• 3.1 研究背景26
• 3.2 材料方法26-29
• 3.2.1 材料来源26
• 3.2.2 制备方法26-27
• 3.2.3 生物炭结构性能表征27
• 3.2.4 生物炭对1,1,1-TCA的静态吸附实验27-29
• 3.3 结果与讨论29-34
• 3.3.1 生物炭的理化性质29-30
• 3.3.2 生物炭对1,1,1-TCA的吸附30-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第4章 生物炭负载纳米铁镍双金属制备及优化35-43
• 4.1 研究背景35
• 4.2 材料方法35-37
• 4.2.1 实验材料35
• 4.2.2 生物炭负载纳米铁镍双金属的制备35-36
• 4.2.3 BC-Ni/Fe对1,1,1-TCA的吸附脱氯36-37
• 4.3 结果与讨论37-42
• 4.3.1 最佳合成条件37-38
• 4.3.2 重复利用率38
• 4.3.3 影响因素38-42
• 4.4 本章小结42-43
• 第5章 生物炭负载纳米铁镍双金属强化还原脱氯机理43-47
• 5.1 研究背景43
• 5.2 实验方法43
• 5.2.1 BC-500、Ni/Fe、BC-Ni/Fe对1,1,1-TCA的吸附脱氯实验43
• 5.2.2 BC-Ni/Fe体系的表征43
• 5.3 结果与讨论43-46
• 5.3.1 BC-Ni/Fe强化吸附还原脱氯43-44
• 5.3.2 SEM、XRD分析44-45
• 5.3.3 BC-Ni/Fe强化还原脱氯机理45-46
• 5.4 本章小结46-47
• 第6章 BC-Ni/Fe对1,1,1-TCA的室内模拟原位修复研究47-60
• 6.1 研究背景47
• 6.2 材料方法47-51
• 6.2.1 渗流槽的装置47-49
• 6.2.2 实验方法49-51
• 6.3 结果与讨论51-59
• 6.3.1 NaCl示踪实验51-53
• 6.3.2 1,1,1-TCA的迁移规律53-58
• 6.3.3 原位修复模拟实验58-59
• 6.4 本章小结59-60
• 第7章 结论与展望60-62
• 7.1 结论60-61
• 7.2 展望61-62
• 参考文献62-70
• 致谢70-71
• 硕士期间的相关研究论文及专利71

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