[口头报告]高取代度羧甲基纤维素硫化铁的制备及其对三氯乙烯降解特性

高取代度羧甲基纤维素硫化铁的制备及其对三氯乙烯降解特性
编号：832 稿件编号：2903 访问权限：私有 更新：2023-04-10 20:22:48 浏览：317次 口头报告

报告开始：2023年05月07日 17:10 （Asia/Shanghai）

报告时间：10min

所在会议：[19C] 19C、土壤科学与环境健康 » [19A-2] 19A-2 土壤科学与环境健康

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摘要
论文利用高取代度羧甲基纤维素（HCMC）修饰硫化纳米零价铁（HCMC-S-nZVI），解决由于过多的CMC分子在纳米颗粒表面上积聚从而占据活性位点的问题。通过溶媒法制备取代度为1.76的HCMC，并应用于纳米铁材料的修饰，实验结果表明，HCMC-S-nZVI的粒径为50±2.0 nm，CMC-S-nZVI的为85±15.0 nm，HCMC有效抑制了S-nZVI的团聚。S-nZVI、CMC-S-nZVI和HCMC-S-nZVI的接触角分别为33.82°、31.12°和83.74°，HCMC的亲水性纤维素嵌段更容易与Fe2+络合，使得未取代的疏水性分子长链向外伸展形成疏水域，提高了纳米铁颗粒的疏水性。HCMC-S-nZVI的剩磁为0.255 emu/g，HCMC的修饰改变了S-nZVI的磁性能，在溶液中不易团聚。TCE降解试验表明，HCMC-S-nZVI降解TCE的速率是S-nZVI的1.54倍，CMC-S-nZVI的1.13倍。S-nZVI、HCMC-S-nZVI与CMC-S-nZVI在降解TCE过程中的产氢速率分别为0.0089 d-1、0.0072 d-1和0.039 d-1。通过产氢量计算HCMC-S-nZVI的使用寿命为139天，高于S-nZVI（112天）和CMC-S-nZVI（32天）。产物分析表明，HCMC-S-nZVI能够快速通过电子介导的β-消除反应产生乙炔，并通过同步氢化反应将乙炔转化为乙烯和乙烷。HCMC-S-nZVI的电子利用效率（εe）为20.32%，高于S-nZVI（12.85%）和CMC-S-nZVI（4.5%）。通过扫面电镜发现在反应过程中HCMC可以保护S-nZVI内部不受腐蚀，而CMC-S-nZVI则发生柯肯达尔效应，颗粒内部遭到严重腐蚀。HCMC-S-nZVI降解TCE的反应活性和电子利用效率会随着HCMC浓度的增加先增强后下降，但是依旧高于未修饰的S-nZVI。HCMC-S-nZVI在TCE污染地下水的原位修复中具有较好的应用前景。
 
关键字
硫化纳米零价铁；羧甲基纤维素；取代度；三氯乙烯；
报告人
李铁龙
南开大学

王海涛
南开大学

稿件作者
李铁龙 南开大学
王海涛 南开大学
雷保梁 南开大学
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