【摘 要】
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针对纳米零价铁(NZVI)易团聚和易被氧化的问题,提出以有序介孔碳(OMC)为基体制备载铁复合材料的研究思路。拟利用OMC的高比表面积、大孔容优势实现NZVI的高度分散,利用介孔基
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针对纳米零价铁(NZVI)易团聚和易被氧化的问题,提出以有序介孔碳(OMC)为基体制备载铁复合材料的研究思路。拟利用OMC的高比表面积、大孔容优势实现NZVI的高度分散,利用介孔基体的物理阻隔改善NZVI的安定性能。以苯酚-甲醛预聚体(PF)为碳源,F127为模板剂,经软模板法合成OMC作为载体,硫酸亚铁为铁源,经后浸渍-焙烧-液相还原制备出了负载型载铁有序介孔碳复合材料(NZVI/OMC). NZVI/OMC具备有序的介孔结构,NZVI高度分散且粒径小,兼具强吸附性能和高还原活性。采用软模板法,PF为碳源,F127为模板剂,硝酸铁为铁源,多组分共组装一步合成包覆型载铁有序介孔碳复合材料(Fe/OMC),且可磁分离。采用XRD、TEM. N2吸附-脱附进行材料表征,分别以硝基苯(NB)和对氯酚(4-CP)为目标污染物对NZVI/OMC和Fe/OMC进行应用研究。结论如下：1.负载型NZVI/OMC保持有序的介孔结构,铁物种以α-Fe0形式存在,NZVI均匀分散于碳基体中,粒径10-50nm。与OMC和NZVI相比,NZVI/OMC对于NB具有更好的去除性能,去除过程是其强吸附性能与高还原活性的协同作用结果,苯胺为最终产物。去除效果随投加量加大而升高,酸性条件宜于反应进行,初始浓度越大则材料去除能力发挥程度越高。2.包覆型Fe/OMC在n(Fe)/n(R)为0.05～0.15时具备有序的二维六方介孔结构,有序性随n(Fe)/n(R)升高而降低,n(Fe)/n(R)为0.20时失去有序性。铁盐在700℃下碳热还原为α-Fe0,包覆于碳基体骨架中,粒径10～20nm。Fe/OMC比表面积大,与OMC比孔径增大。对4-CP在20℃时吸附容量为267mg/g,且可磁分离。去除效果随投加量加大而升高,酸性条件宜于吸附进行,30℃时效果明显降低。
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