硫酸根对零价铁降解1，1，1-三氯乙烷的影响

【摘要】： 大部分有机氯化物具有生物毒性和难降解性,环境危害性大。大量的研究证明了零价铁(Fe~0)对有机氯化物的有效降解性,这种有效性取决于零价铁的活性,而水中的电解质阴离子对零价铁的活性有显著影响。无论是渗透铁墙(PRB)原位修复地下水还是零价铁处理工业废水,硫酸根都是一种常见的电解质阴离子,但是硫酸根对零价铁降解有机氯化物的影响并不清楚。 本文以1,1,1-三氯乙烷(TCA)为目标污染物,研究零价铁对水溶液中TCA的降解效果,讨论TCA的降解机理和动力学;对比研究硫酸根对水溶液中零价铁降解TCA速率的影响,分析其作用机理。主要研究结果如下: (1)零价铁在中性水溶液中降解TCA较快;初始pH 6.0时,0.1 mM的TCA被80 g/L的零价铁降解420 min后去除率达到99.4%。TCA降解过程中,溶液中Cl~-浓度不断增加,溶解态铁浓度逐渐升高到2.5 mg/L。初始pH 10.0时,随着TCA的去除,溶液pH逐渐降低到9.1;当初始pH为6.0时,溶液pH稳定在6.6,表明TCA通过以脱氯化氢为主、还原脱氯为次的方式降解。 (2)零价铁在中性水溶液中降解TCA的动力学符合假一级动力学方程。硫酸根对零价铁降解TCA具有抑制作用,50 mM的Na_2SO_4使TCA降解的假一级速率系数K_1由9.0×10~(-3) min~(-1)减小到1.0×10~(-3) min~(-1)。 (3)硫酸根存在时,零价铁降解TCA过程中溶液pH由6.0迅速升高到9.5,溶解态铁浓度仅为0.07 mg/L。脉冲实验表明,一旦加入Na_2SO_4,TCA降解速率立即降低、溶液pH由6.6快速上升到9.5、溶解态铁浓度迅速降低到0.07 mg/L,说明硫酸根抑制TCA脱氯化氢。XPS和XRF分析表明硫酸根被吸附或嵌入到铁表面。 (4)没有硫酸根的情况下,TCA通过氢键与Fe(OH)_(ads)结合从而被降解。而有硫酸根存在的情况下,SO_4~(2-)置换铁溶解中间产物Fe(OH)_(ads)中的OH~-,生成Fe_2(SO_4)_(ads),而Fe_2(SO_4)_(ads)不利于TCA在铁表面的吸附,从而抑制TCA降解。 【关键词】：硫酸根 零价铁 1 1 1-三氯乙烷 还原脱氯 降解
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X703.1
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 插图和附表清单9-11
• 插图清单9-10
• 附表清单10-11
• 目次11-14
• 1 绪论14-16
• 1.1 课题背景14-15
• 1.2 立题依据15-16
• 1.2.1 课题来源15
• 1.2.2 课题意义15-16
• 2 文献综述16-24
• 2.1 零价铁降解有机氯化物的机理16-17
• 2.2 零价铁降解有机氯化物的影响因素17-19
• 2.2.1 有机氯化物的结构17
• 2.2.2 溶液pH17-18
• 2.2.3 零价铁的种类18
• 2.2.4 零价铁和有机氯化物的浓度18-19
• 2.2.5 溶解氧19
• 2.3 零价铁降解有机氯化物的动力学19-20
• 2.4 阴离子对零价铁降解有机氯化物的影响20-23
• 2.4.1 简单阴离子的影响20-21
• 2.4.2 含氧酸根离子的影响21-23
• 2.5 本章小结23-24
• 3 实验部分24-29
• 3.1 研究目标24
• 3.2 研究内容24
• 3.3 实验材料与设备24-25
• 3.3.1 实验材料24-25
• 3.3.2 实验设备25
• 3.4 实验方法25-26
• 3.5 分析方法26-29
• 4 零价铁降解1,1,1-三氯乙烷29-41
• 4.1 主要工艺条件研究29-34
• 4.1.1 酸洗预处理29-30
• 4.1.2 零价铁用量30-31
• 4.1.3 反应时间31
• 4.1.4 污染物初始浓度31-32
• 4.1.5 溶液初始pH32-34
• 4.2 降解机理研究34-38
• 4.2.1 溶液中氯离子浓度的变化34
• 4.2.2 溶液pH的变化34-35
• 4.2.3 溶解态铁浓度的变化35-36
• 4.2.4 机理分析36-38
• 4.3 降解动力学研究38-39
• 4.4 本章小结39-41
• 5 硫酸根对零价铁降解1,1,1-三氯乙烷的影响41-55
• 5.1 硫酸根影响零价铁降解1,1,1-三氯乙烷41-44
• 5.1.1 硫酸根对1,1,1-三氯乙烷降解动力学的影响41-42
• 5.1.2 溶液pH的变化42-43
• 5.1.3 溶解态铁浓度的变化43-44
• 5.2 硫酸根抑制零价铁降解1,1,1-三氯乙烷的机理44-53
• 5.2.1 溶液中硫酸根浓度的变化44-45
• 5.2.2 零价铁表面组分分析45-48
• 5.2.3 硫酸根对零价铁溶解的影响48-49
• 5.2.4 硫酸根抑制TCA降解的机理49-53
• 5.3 本章小结53-55
• 6 结论与展望55-57
• 6.1 结论55
• 6.2 问题55-56
• 6.3 展望56
• 6.4 创新点56-57
• 参考文献57-64
• 作者简历及在学期间所取得的科研成果64
• 作者简历64
• 攻读硕士学位期间的科研成果64

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

负载纳米Fe~0/Pd双金属的颗粒活性炭去除水中TCE的初步研究    左军

零价铁对水中四氯化碳还原脱氯研究    揣小明;单爱琴;刘敬武;杨秀婧;周海霞;

催化还原技术处理水溶液中氯代有机物的实验研究    吴德礼,马鲁铭

水溶液中氯代烷烃的催化还原脱氯研究    吴德礼,马鲁铭,周荣丰

利用零价铁去除挥发性氯代脂肪烃的试验    何小娟,刘菲,黄园英,李旭东,汤鸣皋,何江涛

零价铁对重金属和硝酸根的同步去除研究    张珍;郝志伟;刘文莉;徐新华;

零价铁(ZVI)去除Cu~(2+)的特性及机制研究    陈玉伟;王建龙;

零价铁修复铬污染水体的实验室研究    张瑞华,孙红文

零价铁还原脱氯污染土壤中PCBs的实验研究    陈少瑾;梁贺升;

零价铁修复铬污染水体研究进展    王吟;赵建夫;王学江;张亚雷;

零价铁去除三氯乙烯研究    蔡静;单爱琴;李海花;李玲;黄媛媛;

零价金属脱氯降解有机氯化污染物研究进展    陈宜菲

Ni/Fe双金属对PCE脱氯影响因素研究    何小娟,汤鸣皋,沈照理,崔卫华,徐鹏

有机氯农药的零价铁脱氯降解研究进展    翟辉;张斌辉;李义连;

零价铁处理有机氯农药的实验研究    翟辉;高敏;李义连;

零价铁/TiO_2去除水中三氯甲烷的实验研究    邵青;谭靖;吴维;

零价铁去除三氯乙烯及四氯乙烯对比实验研究    李海花;单爱琴;蔡静;黄媛媛;

地下水中SO_4~(2-)和Cl~-对Fe~0降解TCE的效应研究    张晓庆;朱雪强;卜丹阳;许映军;陈强;

Pd/Fe双金属对1,2,4-三氯苯的催化脱氯    谢凝子,邱罡,张二华,陈宜菲,吴双桃,陈少瑾

液相脱氯技术研究进展    罗平;李新怀;李耀会;吕小婉;李小定;

修复土壤和地下水中三氯乙烯的探索    姜小东;

活化过硫酸钠对乙烯氯化物的氧化降解    祝欣;丁浩然;龙涛;林玉锁;王磊;冯艳红;万金忠;

修复土壤和地下水中三氯乙烯的探索    姜小东;

应用海藻酸钠固定化双金属修复Cr(Ⅵ)污染地下水    朱文会;王兴润;董良飞;王琪;

土壤重金属的固化材料研究进展    张莹;黄占斌;孙朋成;范生仲;

还原—氧化两步处理法降解水中典型溴代阻燃剂的研究    罗斯

Fe~0-PRB修复地下水中铬铅复合污染的研究    李雅

镍基催化剂上氯代芳香族化合物加氢脱氯降解研究    吴文海

金属铁与电解法还原难降解有机物反应机理和影响因素的研究    涂传青

铁内电解法与生物法耦合脱氮工艺的研究    支霞辉

纳米铁及铁钯复合材料的制备与修复地下水基础研究    李铁龙

包覆型纳米铁的制备及用于地下水污染修复的实验研究    王薇

负载型纳米铁铜二元金属的合成与改性及其修复地下水中有机氯污染物的基础研究    张环

农药污染场地中有机氯化合物的分布及其修复研究    丛鑫

纳米钯/铁双金属体系对氯代有机物催化还原脱氯研究    王向宇

不同改良剂修复重金属铬污染土壤的研究    陈志明

纳米四氧化三铁对2，4-D和阿特拉津降解研究    方国东

微电解方法处理染料废水的研究    周晓霞

纳米金属的制备及其在处理典型有机污染物中的应用    王晴晴

零价铁还原修复模拟地下水中三氯乙烯研究    李娜

三氯乙烯污染地下水的吹脱方法研究    胡顺之

海绵钛生产中熔盐氯化渣的处理研究    王祥丁

树脂吸附法处理印染废水生化尾水树脂脱附液的处置研究    许玲

膨润土对废水中Pb~（2+）和Cd~（2+）的吸附性能研究    李昕

钯铁双金属还原脱氯反应活性的改进研究    王尚琛

纳米零价铁在环境修复中的应用    周庆祥;林海英;肖军平;

纳米α-Fe金属粉合成    曾京辉,郑化桂,曾桓兴

纳米Fe微粒的溅射制备及粒度计算    潘成福,侯登录,张民

我国地下水污染现状与防治对策研究    罗兰;

超声辐照降解水中三氯乙烯主要影响因素    张卫华;全燮;张卓勇;

三氯乙烯污染土壤和地下水污染源区的修复研究进展    高霏;刘菲;陈鸿汉;

地下水中氯代烃的格栅水处理技术    刘菲,钟佐燊

受硝基苯污染松花江原水的应急处理工艺研究    陈忠林;马军;李圭白;沈吉敏;纪峰;张涛;梁恒;陈杰;齐飞;任芝军;

Ni/Fe二元金属在氯代有机物污染治理中的应用    吴双桃;

水中三氯乙烯的去除研究进展    高乃云,李富生,汤浅晶,乐林生,周云

纳米Ni/Fe及超声辅助纳米Ni/Fe对水中氯代有机物脱氯研究    张卫华

浅层地下水卤代烃污染初步研究    张达政,陈鸿汉,李海明,邹胜章,刘立才

钯-铁催化还原法对水中三氯乙烯的快速脱氯研究    全燮,杨凤林,薛大明,赵雅芝,冯文国,苍郁

浅层地下水氯代烃污染天然生物降解的判别依据    何江涛,史敬华,崔卫华,刘菲,陈鸿汉

金属丝网负载TiO_2光催化降解染料废水    付川;祁俊生;傅扬武;潘杰;

零价铁去除水中钼的研究    王宜成;乔显亮;黄丽萍;陈景文;

零价铁还原降解2,4-二氯苯酚的实验研究    邓兰萍,金孟

钴、锰对PTA废水处理中厌氧污泥活性的影响    仲军实,薛月霞,陈家桢

脱氯技术现状与研究进展    朱晓军,朱建华

Pd/Fe双金属对水中m-二氯苯的催化脱氯    周红艺,徐新华,汪大翚

纳米Co/Fe脱氯3,3’,4,4’-四氯联苯(BZ#77)    陈少瑾;梁贺升;

纳米级零价铁的制备及其用于污水处理的机理研究    梁震,王焰新

零价铁对活性黑K-BR脱色动力学    张晖,王正琪,吴峰

零价铁催化还原降解酸性紫红B的动力学及影响因素    裴婕,刘毅慧,陈景文

利用零价铁去除四氯化碳的批实验研究    揣小明;单爱琴;刘敬武;杨秀婧;王爱宽;

零价铁修复水土中含氯有机污染物的研究进展    杨柱;李义连;陈华清;周小娟;

零价铁处理污水的最新研究进展    付丰连;

零价铁降解多溴联苯醚影响条件的研究    明磊强;何义亮;章敏;许振成;张小凡;

零价铁在水处理技术中的研究现状及发展趋势    刘振中;邓慧萍;詹健;

机械、仪表工业废物处理与综合利用    

pH值对零价铁还原降解模拟地下水中硝基苯的影响    吕国晓;尹军;刘蕾;周璇;武海霞;

活性蓝194的超声波-零价铁协同降解研究    王晨;陈冰;蒋文强;王西奎;

零价铁去除六价铀的批实验研究及黄铁矿的影响    易正戟;

纳米零价铁在有毒污染物治理中的应用    方战强;邱心泓;丘秀祺;陈金红;

零价铁还原降解土壤中芳香族硝基化合物的实验研究    吴双桃;陈少瑾;胡劲召;谢凝子;陈宜菲;

分子筛负载零价铁用于地下水中Cr(Ⅵ)去除    王川;刘鸿;

电沉积零价铁中性条件下还原去除Cr(Ⅵ)    卜芳;郭建维;王琴;廖洋;刘鸿;

零价铁去除Cr(Ⅵ)的批实验研究    黄园英;刘菲;鲁雅梅;

零价铁参与的微波水热反应用于多氯联苯脱氯    刘希涛;孙可;张桂香;赵烨;

零价铁/膨润土还原吸附水中Cr(Ⅵ)的实验研究    金晓英;郑敏;王清萍;陈祖亮;

纳米零价铁的制备及其对2,4-二氯酚的降解研究    吉祖峰;崔世海;

EPA确立纳米材料研究新战略    唐茵

NASA详解空天技术如何民用化    张梦然

蒙脱石负载纳米零价铁对水溶液中铀的去除研究    徐佳丽

超声波/零价铁体系降解典型氯代芳香化合物特性及机理研究    田凯勋

处理地下水中挥发性氯代脂肪烃的零价铁渗透反应格栅研究    刘菲

零价铁还原降解四氯化碳废水研究    孟亚锋

纳米零价铁及铁（氢）氧化物去除水中Cr（Ⅵ）和Cu~(2+)的机制研究    冯婧微

腐殖酸对纳米零价铁修复污染物的抑制及抗抑制机理研究    纳曼

六氯苯模拟废水的处理及其污染沉积物的修复研究    解清杰

零价铁还原地下水中硝基芳香化合物的效能研究    刘蕾

化学与生物组合型反应墙原位修复硝基苯和苯胺污染地下水的研究    孙立波

氯酚类物质在零价铁强化还原/氧化体系中的降解研究    周涛

硫酸根对零价铁降解1，1，1-三氯乙烷的影响    刘文霞

应用纳米零价铁处理含铬污染物    武甲

零价铁去除水体中多溴联苯醚的研究    明磊强

零价铁—微生物—活性炭耦合固定化颗粒去除地下水中三氯乙烷    周雅珍

对硝基苯污染地下水的零价铁修复研究    乐晨

有序介孔氧化硅担载纳米零价铁的合成、结构控制及应用研究    李慧君

纳米零价铁处理地下水中六价铬的研究    毛寅

零价铁非生物降解染料的过程及机制研究    廖琳

包覆型纳米零价铁/厌氧体系在脱氯过程中其表面形态变化研究    任蓉

活性炭载纳米零价铁体系去除水和土壤中的多氯联苯    韩晓琳