负载型零价铁处理废水中六价铬文献综述

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1、文献综述负载型零价铁处理废水中六价铬前言六价铬具有强毒性，是致癌物质，并易被人体吸收而在体内蓄积。来自铬石的开采与加工、电镀、皮革鞣制、印染、火柴生产、医药等行业的含铬废水，排入江河后会渗入地下，污染地下水，继而对人体健康造成威胁。因此，对含Cr（VI）废水进行处理和对受Cr（VI）污染的地下水进行修复具有重要意义，零价铁作为一种还原剂，一直以来被用作含Cr（VI）等重金属废水的净化材料和地下水污染的修复材料[1]。但是普通零价铁的还原速度慢、效率低。由于负载型零价铁尺寸极小、比表面积大，因而具有特殊的表面活性，近年来，国内外一些研究者利用负载型零价

2、铁对水中各种氯代有机物[2]、硝基化合物[3]等进行还原处理，国外有研究者利用负载在硅胶上的负载型零价铁修复受Cr（VI）和Pb(II)污染的地下水[4]，研究发现负载型零价铁对这些污染物的还原效率和还原速率远远高于普通铁粉。目前国内利用负载型零价铁还原Cr（VI）方面的报道不多，本研究利用负载型零价铁对Cr（VI）进行还原处理，并对其动力学规律进行探讨，为负载型零价铁在含铬废水处理和受铬污染的地下水修复方面的应用提供依据。1负载型零价铁去除六价铬的机理1.1还原作用Fe的价电子层结构为3d64s2，在298.15K、101325Pa下Fe2+/Fe

3、的标准电极电位(φ0Fe2+/Fe=-0.440V)较负，因此Fe反应活性较强，作为电子授体在其表面通过电子传递将电子给予一些标准电极电位比-0.440V正的金属离子，这些金属离子得到电子被还原，从而使其浓度降低或从溶液中除去，与此同时零价铁被氧化[5]。Fe0—Fe2++2e-　φ0Fe2+/Fe=-0.440V（1）1.2吸附作用负载型零价铁粒子比普通铁粉的粒径小、比表面积大，如粒径小于10μm的普通铁粉的比表面积仅为0.9m2/g[4]，因此纳米零价铁粒子的表面能量高、吸附能力强，能通过吸附作用去除水中的一些重金属离子。1.3共沉淀作用当纳米零

4、价铁用于去除水中污染物时，在Fe2跟H2O体系中，Fe除了能还原标准电极电位较正的金属离子外，还可能会发生以下反应[6]：Fe+2H2O—Fe2++H2+2OH-(2)在纳米零价铁不断反应的过程中，溶液中某些金属离子与OH-在纳米零价铁粒子表面进行配合，生成微溶物从而降低溶液中该金属离子的浓度;Fe2+不稳定，继续氧化为Fe3+与溶液中的OH-结合形成Fe(OH)3[7]。采用纳米零价铁去除水中重金属的过程中，对于不同的金属离子，有时不仅仅是一种机理，还可能是两种机理共同作用，比如既有吸附也存在还原，或者吸附中伴有沉淀的二元机理，共同作用去除溶液中的

5、重金属离子。2纳米零价铁去除水中重金属离子的研究现状目前国内外一些学者采用纳米零价铁修复水环境主要包括:有机卤化物的脱卤还原、染料废水的还原脱色以及水中重金属离子的去除。目前对于去除水中重金属离子的研究，效果较好的重金属离子有:Ba2+、Zn2+、Cd2+、Co2+、Cu2+、Ag+、Hg2+、Ni2+、Pb2+、Cr(VI)(Cr2O2-7、CrO2-4)、TcO-，根据纳米零价铁修复水环境的机理，这些重金属离子的去除可分为三类。2.1表面吸附—配合LiXiaoqin和ZhangWeixian用5g/L的纳米零价铁分别吸收初始100mg/L的Zn2

6、+、Cd2+，反应进行3h后两种离子的去除率分别达到97%和80%以上，对反应后的负载型零价铁粉用高分辨率X射线光电子能谱仪(XPS)分析，表明反应后负载型零价铁表面的锌、镉均以+2价氧化态存在，该反应的实质是负载型零价铁将溶液中的Zn2+、Cd2+吸附到其表面的吸附过程[8]。Bzum等研究了不同条件下纳米零价铁去除水中Co2+，机理实验表明Co2+的去除是通过纳米零价铁吸附溶液中的Co2+，然后与Fe腐蚀过程产生的OH-配合形成Co(OH)2微溶物沉积在负载型零价铁表面，从而降低溶液中Co2+浓度的吸附配合过程，并且Co2+的去除程度随溶液pH的

7、增大而增大[9-10].2.2还原DuyguKarabelli等证实了纳米零价铁能快速去除初始200mg/L的Cu2+，且1g纳米零价铁可吸收250mgCu2+，反应后Cu2+还原为Cu和Cu2O，同时Fe转化为铁的氧化物，这一还原过程符合φ0Cu2+/Cu正于φ0Fe2+/Fe、Fe可以还原溶液中的Cu2+的理论[10]。在纳米零价铁去除水中Ag+、Hg2+的研究中，LiXiaoqin等用高分辨率XPS分析反应后的负载型零价铁，发现其表面Ag和Hg存在，这是由于这两种离子的标准电极电位均正于-0.440V，所以Fe可以将Ag+、Hg2+还原为单质。

8、纳米Fe修复水中Cr（VI）的研究比较多，由于Cr（VI）在水中主要以Cr2O2-7和CrO2-4存在，因此