负载零价铁膨胀石墨的合成及对水中NO3-去除的效果与机制

摘要 以网络状孔型结构发达的膨胀石墨（EG）为载体，采用化学沉积法制备了负载零价铁（ZVI）的膨胀石墨（EG-ZVI）.利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）仪及X射线光电子能谱仪（XPS）等对负载及反应前后的EG-ZVI进行表征，探究了EG-ZVI对硝酸根（NO3-）的去除效果并对其反应产物及机理进行了分析.结果表明，亚微米级零价铁已负载到EG石墨表面，且分布均匀；与EG相比，EG-ZVI对NO3-的去除能力显著提升，其去除率是EG的2.3倍.得益于铁碳原电池效应，EG-ZVI对pH依赖性比零价铁低，即使在pH=9的条件下，NO3-去除率依然能达到65%以上，是单独用零价铁处理时的1.83倍；EG-ZVI去除NO3-是吸附和还原过程共同作用的结果，符合三级动力学模型，其还原过程由负载在EG表面的零价铁发生腐蚀提供电子，从而还原NO3-产生以NH4+-N为主的含氮化合物；EG-ZVI对NO3-具有较强的还原吸附作用，并能解决零价铁在反应过程中生成惰性层或金属氢氧化物导致去除效率低的缺陷，使其在含NO3-废水的处理中具有较高的应用潜力