改性纳米零价铁颗粒的聚沉与迁移性研究开题报告

1. 研究目的与意义

纳米零价铁因为较小的粒径和较大的比表面积，反应活性更高，能更加高效地处理重金属、有机物等多种污染物，从而成为环境修复领域中的热点研究对象。然而，纳米零价铁颗粒自身存在的磁性引力与较高的表面能使其较容易产生团聚现象，而团聚现象会影响纳米零价铁在环境介质中的流动迁移性，对环境污染的修复工作不利。

因此本课题研究改性纳米零价铁颗粒的聚沉与迁移性，通过改性纳米零价铁在石英砂柱中的迁移，来模拟纳米粒子在自然界中的迁移，为纳米粒子在自然环境下的迁移提供实验基础。制备改性纳米零价铁对其表征，并探讨磷酸盐存在砂柱里时，磷浓度和对纳米零价铁穿透曲线（BTCS）的影响，研究磷酸盐存在条件下纳米零价铁在石英砂柱中的迁移和滞留，用两点动力学模型进行模拟计算，并研究影响纳米零价铁迁移的因素。测量纳米零价铁与砂子的表面电位和水力学半径并用DLVO理论解释机理。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容：研究改性纳米零价铁颗粒的聚沉与迁移性，通过改性纳米零价铁在石英砂柱中的迁移，来模拟纳米粒子在自然界中的迁移，为纳米粒子在自然环境下的迁移提供实验基础。

预期目标：将粘土用作载体引入纳米零价铁的制备过程，负载后的纳米铁颗粒分散度和稳定性得到提高，结合膨润土的协同吸附效应，对环境污染物的去除效率得到提升。

3. 研究的方法与步骤

步骤：（1）多孔介质填充材料；

（2）绿茶提取液合成纳米零价铁；

（3）探究不同磷酸盐浓度对改性纳米零价铁聚沉的影响；

（4）研究改性纳米零价铁的迁移与滞留及检查经典的dlvo理论的适用性；

4. 参考文献

1 laumann s, mici v, lowry g v, et al. carbonate minerals in porous media decrease mobility of polyacrylic acid modified zero-valent iron nanoparticles used for groundwater remediation.[j]. environmental pollution, 2013, 179(8):53-60.

2 苏燕, 赵勇胜, 梁秀春,等. 不同载体携带纳米零价铁在多孔介质中的迁移特性[j]. 中国环境科学, 2015, 35(1):129-138.

3 thakare s r, thakare j, kosankar p t. nanoscale zero valent iron supported on solid support as an advanced material for the environmental purification: a review[j]. research journal of chemistry environment, 2015, 19(6):77-84.

5. 计划与进度安排

1）2017-02-15~2017-02-28查阅文献，制定实验方案，完成开题报告；

2）2017-03-01~2017-03-15合成纳米零价铁并对其改性；

3）2017-03-16~2017-03-30 探究不同磷酸盐浓度对改性纳米零价铁聚沉的影响；