大肠杆菌和磷酸盐对纳米铁颗粒在多孔介质中迁移性的影响开题报告

1. 研究目的与意义

近年来，纳米技术发展迅速，各种纳米材料被广泛应用于环境修复和空间净化领域。纳米铁颗粒还原技术作为一门飞速发展的新兴环境修复技术，与传统的还原剂（例如，铁粉）相比，纳米铁颗粒材料比表面积更大、反应活性更高、还原能力强、处理效率更高、速度更快，国际上已出现一些应用纳米铁颗粒修复土壤、地下水污染的案例，通过直接注射到污染区域实现原位修复，并取得了很好的修复效果，因此在环境修复和水体净化方面具有常规材料无法比拟的优势。

在过去十多年中，纳米铁颗粒技术在土壤和地下水污染原位修复的应用吸引了世界各国环境研究者的极大关注。与早期使用的大颗粒铁粉相比，纳米铁颗粒在环境修复中的应用不仅提高土壤或地下水的净化效率，还降低了潜在有害物质的浓度。纳米铁颗粒在近年来受到越来越多的关注，它被认为是一种优秀的环境修复材料，。纳米铁颗粒的化学性质非常活泼，并且具有很强的还原能力，被广泛地用于受重金属污染的水土介质环境修复。正如研究表明，纳米铁颗粒是一种有效和多用途的水和土壤净化工具，特别是用于去除土壤和地下水中的重金属。然而，纳米铁颗粒会与土壤、地下水成分（如碳酸盐、有机物质、以及地下基质等）反应，尤其是土壤中微生物细菌对纳米铁颗粒的稳定性和迁移性有很显著的影响。

通过该课题研究在大肠杆菌和磷酸盐存在的情况下，纳米铁颗粒在土壤介质中的迁移行为及机制，模拟其在土壤中的迁移，目的是探究在不同环境因素（如离子强度、溶液ph）条件下，土壤微生物及磷酸盐影响纳米铁颗粒的迁移特性，为推广纳米铁颗粒修复土壤工程和环境污染物纳米塑料颗粒的去除提供必要的理论依据与技术支持。通过研究绿色合成纳米铁颗粒在大肠杆菌及磷酸盐存在条件下在饱和多孔介质中迁移特性，探究在不同物理条件因素下如背景溶液离子浓度、ph等纳米铁颗粒的迁移性质。通过测定悬浮液的ζ电位和水力学半径，寻找合理的迁移机制。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：

主要研究内容：

1. 绿色制备纳米铁颗粒、培养大肠杆菌。

3. 研究的方法与步骤

研究在不同环境因子存在条件下，大肠杆菌和磷酸盐对纳米铁颗粒在饱和多孔介质中的共迁移与滞留行为：

（1） 大肠杆菌存在的条件下，研究纳米铁颗粒在饱和石英砂柱中的迁移与滞留机制。

（2） 研究磷酸盐和对纳米铁颗粒在石英砂中迁移的影响。通过采用石英砂和大肠杆菌，进一步模拟真实土壤环境，预测纳米铁颗粒与大肠杆菌和磷酸盐在复杂自然环境中的形态与归趋。

4. 参考文献

[1] khataee a r, alidokht l, reyhanitabar a, et al. reductive removalof cr(vi) by starch-stabilized fe0 nanoparticles in aqueous solution[m].desalination. 2011.

[2] gheju m . hexavalent chromium reduction with zero-valent iron (zvi)in aquatic systems[j]. water air and soil pollution, 2011, 222(1-4):103-148.

[3] doke s m , yadav g d . process efficacy and novelty of titaniamembrane prepared by polymeric sol–gel method in removal of chromium(vi) bysurfactant enhanced microfiltration[j]. chemical engineering journal, 2014,255:483-491.

5. 计划与进度安排

1）2022-12-23~2022-01-12 查阅大量相关文献；

2）2022-03-02~2022-03-15 制定实验方案；

3）2022-03-16~2022-04-05 完成开题报告，撰写论文前言；