高岭土负载纳米Fe/Ni同时去除水中Cu2+和NO3-

工业废水常含有不同污染物如重金属离子和无机阴离子,而如何有效去除复合污染物就成为环境科学前沿研究的挑战性课题.这些污染物因化学性质不同而导致去除机理和途径也不同.本文采用合成高岭土负载纳米双金属Fe/Ni(K-Fe/Ni)同步去除水中Cu2+和NO3-.结果表明K-Fe/Ni能有效去除水中Cu2+和NO3-,但它们的去除效果却会相互受到影响.在Cu2+浓度为200mg·L-1时,NO3-的去除率达到42.5%;而未加入Cu2+时,NO3-的去除率仅有26.9%,说明Cu2+的存在提高了NO3-降解效率.同样,水中NO3-的存在也影响Cu2+的去除(Cu2+去除率从99.7%降到96.5%).但NO3-浓度对去除Cu2+的影响小于Cu2+浓度对NO3-的影响.通过BET比表面积、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线能量散射(EDS)和X射线光电分析(XPS)对K-Fe/Ni表征的结果显示,反应后K-Fe/Ni的表面存在铁的氧化物、Ni0和被还原的Cu0.基于以上结果,我们发现K-Fe/Ni同步去除水中Cu2+和NO3-的机理是:高岭土负载下的纳米Fe0作为还原剂,在Ni0的催化产氢作用下将Cu2+还原成Cu0并沉积在K-Fe/Ni上而形成纳米Fe/Ni/Cu三金属催化剂,从而加速催化水中NO3-降解.