摘要：采用流變相法,以FeSO4·7H2O∶KBH4=1∶2(摩爾比)為固相介質(zhì),0.06 g/mL CMC(羧甲基纖維素)水溶液為液相介質(zhì),固液比1∶2,反應(yīng)2 h制備出包覆型納米零價(jià)鐵;采用XRD、TEM等手段對合成的納米零價(jià)鐵進(jìn)行表征。探討不同反應(yīng)條件對包覆型納米鐵去除活性艷藍(lán)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,初始活性艷藍(lán)(濃度100 mg/L)pH為5,包覆型納米鐵的投加量為6 g/L,反應(yīng)時(shí)間為30 min時(shí),活性艷藍(lán)的去除率可達(dá) 96%。通過研究機(jī)理,其吸附過程符合二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué),降解過程符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。
目前，水污染與防治已經(jīng)成為全球關(guān)注的嚴(yán)重問題。廢水中含有染料、氯代有機(jī)物、硝基化合物和重金屬離子等各種污染物。能被微生物降解的物質(zhì)一般毒性較低，且易處理，毒性大而又穩(wěn)定性高的污染物往往很難被微生物降解，傳統(tǒng)的污水處理工藝對這些有機(jī)物的降解效率很低。
近年來，零價(jià)納米鐵因其粒徑小，顆粒的比表面積和表面能大，從而具有優(yōu)越的吸附性能和很高的還原活性，被廣泛應(yīng)用于有機(jī)廢水的處理。然而，一些文獻(xiàn)報(bào)道了納米鐵在去除水中污染物的過程中也存在一些不足。目前，納米鐵粒子制備的方法比較多，有蒸發(fā)凝聚法、熱等離子法、高能球磨法、固相還原法和液相還原法等。其中，液相還原法因其工藝相對簡單，受到了很大的關(guān)注。但該方法在制備過程中需要惰性氣體進(jìn)行保護(hù)，大大增加了制備的難度和成本；報(bào)道了納米鐵粒子比表面積大因而易團(tuán)聚，表面能量高導(dǎo)致納米鐵粒子易被氧化，直接暴露在空氣中甚至?xí)匀迹淮送猓珽llintt等指出，只能在厭氧條件下使用納米鐵。
流變相反應(yīng)是指在反應(yīng)體系中有流變相參與的化學(xué)反應(yīng)。例如，將反應(yīng)物通過適當(dāng)方法混合均勻，加入適量的水或其他溶劑，調(diào)制成固體微粒和液體物質(zhì)分布均勻、不分層的糊狀或粘稠狀固液混合體系-流變相體系，然后在適當(dāng)條件下反應(yīng)得到所需產(chǎn)物。如泥石流、混凝土、泥漿、油墨、果醬和陶瓷器皿用漿料等，這些物質(zhì)都具有一個(gè)共同的性質(zhì)-流變學(xué)性質(zhì)。具體參見http://www.jianfeilema.cn更多相關(guān)技術(shù)文檔。
流變相反應(yīng)法是武漢大學(xué)孫聚堂教授及其小組于1998年提出并定義的一種新的化學(xué)合成方法，方法的提出經(jīng)歷了水膜反應(yīng)固液反應(yīng)#半固相反應(yīng)#流變相反應(yīng)等幾個(gè)階段，目前該方法已成功用于研究制備鋰離子電池電極材料。
在流變相反應(yīng)中，固體微粒在流體中分布均勻、緊密接觸，其表面能夠得到有效的利用，反應(yīng)能夠進(jìn)行得更加充分，能得到純凈單一的化合物，產(chǎn)物與反應(yīng)容器的體積比非常高，還可以避免大量廢棄物的產(chǎn)生，有利于環(huán)保，是一種高效、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)的綠色化學(xué)反應(yīng)，而且用流變相反應(yīng)技術(shù)很容易獲得納米材料和非晶態(tài)功能材料。本研究采用流變相法，以廉價(jià)無害的羧甲基纖維素為穩(wěn)定劑制備了包覆型納米鐵，有效地降低了制備的復(fù)雜性及難度，同時(shí)很大程度提高了其分散性和在空氣中的穩(wěn)定度。
1實(shí)驗(yàn)部分
1.1包覆型納米零價(jià)鐵的制備工藝
詳情請點(diǎn)擊下載附件：如何高效降解水中有機(jī)物
