1. 研究目的与意义
纳米零价铁复合生物炭作为一种环境友好型复合材料被广泛用于重金属铬污染土壤的原位修复。土壤中含氧阴离子作为一种重要的组成成分,当纳米零价铁复合生物炭施入土壤后,含氧阴离子会与纳米零价铁复合生物炭发生相互作用,进而影响纳米零价铁复合生物炭对重金属铬的修复效果;此外,纳米零价铁复合生物炭在地表径流,农田灌溉和雨水冲刷等作用下会发生水平扩散和垂直渗透,进而迁移至地表水和地下水系统,对人类生活环境和生命健康产生极大危害。因此,本课题开展不同含氧阴离子存在条件下,纳米零价铁复合生物炭颗粒协同重金属铬在土壤介质中迁移行为与转化机制,为纳米零价铁复合生物炭土壤修复应用的环境风险评估提供科学依据。
2. 研究内容和预期目标
2.1 主要研究内容
(1)纳米铁复合生物炭的制备与表征;
(2)研究含氧阴离子对纳米铁复合生物炭去除土壤Cr(VI)的影响;
3. 研究的方法与步骤
3.1 纳米铁复合生物炭的制备与表征
(1)纳米铁复合生物炭的制备
选取秸秆生物质源制备生物炭,初始温度为25C,升温速率为15C/min,分别升温至300C、500C 、700C,再保持2 h,氮气氛围下制备生物炭(BC300、BC500、BC700)。进一步将制备的生物炭球磨(QM-3SP04, China),过200目筛(0.074 mm)。称取0.42 g生物炭溶解在100 mL 0.075 mol/L FeSO47 H2O,边通N2边搅拌1 h,随后逐滴加入50 mL 0.3 mol/L NaBH4,然后在4000 r/min转速下用离心机将其离心30 min,用无水乙醇洗涤数次,最后真空干燥(60℃)制得不同热解温度的纳米铁复合生物炭(nZVI@BC300、nZVI@BC500、nZVI@BC700)。
4. 参考文献
[1] X. Sun, S. Yao, C. Yu, G. Li, C. Liu, Q. Huo, Y. Liu, An ultrastable Zr-MOF for fast capture and highly luminescence detection of Cr2O72– simultaneously in an aqueous phase, J. Mater. Chem. A 6 (2018) 6363–6369.
[2] C. Jia, T. Yongqiang, Hexavalent chromium reducing bacteria: mechanism of reduction and characteristics, Environ. Sci. Pollut. Res. Int. 28 (17) (2021) 20981–20997.
[3] H. Su, Z. Fang, P. Tsang, J. Fang, D. Zhao. Stabilisation of nanoscale zero-valent iron with biochar for enhanced transport and in-situ remediation of hexavalent chromium in soil[J]. Environ. Pollut., 2016, 214: 94-100.
5. 计划与进度安排
(1)2023年2月20日——2023年2月28日
通过查阅相关文献,充分了解课题背景,完成开题报告;
(2)2023年3月1日——2023年3月15日
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