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氯代硝基苯是一类典型的具有“三致”效应和遗传毒性的化合物,是医药、农药、燃料生产中必要的中间体,氯代硝基苯物质具有化学性质稳定、生物降解性难的特点,容易在水体、土壤等环境中长期累积,并容易经过生物富集影响到生物的健康。由于我国氯代硝基苯生产规模快速增长、应用范围不断扩大,导致我国许多河流、湖泊甚至地下水均检测到不同浓度的氯代硝基苯,严重威胁到了人体健康和生态环境安全,因此对该类物质降解的研究具有较强的实际意义。近年来,人们发现零价纳米铁及纳米铁系双金属可以有效降解氯代硝基苯类物质,但是因为纳米Fe/Ni粒子固有的磁性,使它易团聚、易氧化、稳定性差,从而制约了其在实际应用中的效果。因此,选择合适的载体材料和负载方法,制备性能稳定、反应活性高的负载型纳米Fe/Ni材料,成为人们关注的热点。本文采用自由基聚合法制备得到PS微球、高度氯甲基化的PS微球(PS-CH2-Cl),然后将高度氯甲基化的PS微球和三乙胺反应得到季胺化PS微球(PS-CH2-N+(C2H5)3Cl-);分别考察这三种微球对硝基苯和对硝基氯苯的吸附能力,发现季胺化微球(PS-CH2-N+(C2H5)3Cl-)对硝基苯和对氯硝基苯都具有较好的吸附能力(吸附率在35%左右),且吸附过程中底物分子稳定性较好。以季胺化微球作为载体,采用液相还原负载纳米Fe/Ni,制备出负载型纳米Fe/Ni(PS-NZVFe/Ni),并用SEM扫描电镜、EDS能谱分析、X射线衍射(XRD)、BET比表面积分析等对纳米材料微球进行了表征;以对硝基氯苯为目标物,考察了PS-NZVFe/Ni对目标物的催化还原脱氯效果;通过Ni/Fe质量比、PS-NZVFe/Ni用量、温度、溶液pH对降解反应的影响,确定最佳反应条件;并考察了PS-NZVFe/Ni在最佳条件下,降解其他四种不同的氯代硝基芳烃(2,4-二氯苯酚、邻氯硝基苯、四氯硝基苯、五氯硝基苯),比较四种不同物质的降解效率及反应速率,结果表明:(1)季胺化的PS微球(PS-CH2-N+(C2H5)3Cl-)作为负载纳米Fe/Ni的载体,可以很好的解决了纳米Fe/Ni易团聚的问题,且负载型纳米Fe/Ni材料具有较大的比表面积,更好将物理吸附作用和还原脱氯作用起到协同作用,提高了对目标物的去除效率。(2)通过PS-NZVFe/Ni对水中对氯硝基苯进行降解实验:1.0gPS-NZVFe/Ni(Ni/Fe比为2.0%)25℃下,处理pH为3-7,250m L、浓度为250.3mg/L的p-CNB水溶液,振荡速度为110r/min,反应20min时,p-CNB转化率可达99.0%以上,90min后p-CNB完全还原成易生物降解的苯胺;其降解速度快、降解效率高,体现出PS-NZVFe/Ni较好的降解能力。(3)PS-NZVFe/Ni降解其它氯代硝基苯类物质,在最佳条件下,2-4二氯苯酚、邻氯硝基苯、四氯硝基苯、五氯硝基苯都能完全降解;降解反应都符合伪一级反应动力学模型,其反应速率大小比较:五氯硝基苯>四氯硝基苯>2-4-二氯苯酚>邻氯硝基苯。反应速度与载体吸附量相关,且与苯环上的取代基种类有关系,氯代硝基苯类物质随着氯代程度升高,变得越容易降解。