茶葉制備綠色納米鐵及其對廢水中鉻、鉛的去除.pdf

1、納米鐵的制備技術迅速發(fā)展，方法多種多樣。生物法制備納米鐵因其具備原材料來源廣，反應條件溫和，產物不易團聚，以及有毒副產物少等特點，成為了學者們爭相研究的方向。目前關于生物合成納米鐵的研究還剛起步，因此，合理選擇生物質、深入分析其起作用的成分、探討其反應機理、優(yōu)化納米顆粒形態(tài)和尺寸提高產率是納米鐵解決重金屬污染應用的發(fā)展方向。
　　本文利用黑茶還原制備出綠色納米鐵(BT-FeNPs)，通過UV-Vis、SEM、EDX、FTIR、XR

2、D等方法對 BT-FeNPs進行表征。再將此顆粒負載在凹凸棒(ATP)上進行改性，合成新型納米顆?！G色納米鐵/凹凸棒(BT-FeNPs/ATP)。并檢測其去除廢水中鉻(Ⅵ)、鉛(Ⅱ)的效率，考察了不同因素對去除效率的影響，通過表征分析探究了BT-FeNPs去除重金屬的機理。實驗結果如下：
　　(1)合成的BT-FeNPs為無定形的球形顆粒，粒徑100~200nm左右，納米顆粒中的鐵主要以磁赤鐵礦(γ-Fe2O3)，磁鐵礦(Fe

3、3O4)和鐵氫氧化物形式存在，顆粒表面包裹C-N，C-O，-OH等有機基團。
　　(2)在25℃，pH=4.0，Cr(Ⅵ)初始濃度20mg/L，反應時間90min條件下，BT-FeNPs對Cr(Ⅵ)去除率達到96.3％。由于包裹了黑茶提取液中的有機成分，BT-FeNPs的抗氧化性優(yōu)于化學法制備的NaBH4-FeNPs。在室溫下，Pb(Ⅱ)的初始濃度為10mg/L，在pH值為7，BT-FeNPs/ATP投加量為0.1g，反應時間為9

4、0min時，Pb(Ⅱ)的去除率可達99.8%。
　　(3)改性后，BT-FeNPs/ATP保持了ATP的層鏈狀結構特征，具有較大的比表面積，橢球形的綠色納米鐵顆粒分散負載在平行的ATP晶束上，粒徑約為200~500nm，團聚現象明顯減少。
　　(4)去除鉻、鉛過程中起主要作用的基團是C-N基團和Fe-O鍵，茶葉中的有機基團將重金屬離子吸附在納米顆粒表面，Fe-O鍵進而對其還原，說明了綠色納米鐵去除鉻、鉛的過程是一個吸附和還原