纳米零价铁强化高岭石去除水中Cr(Ⅵ)及机制研究

纳米零价铁(nZVI)作为一种治理重金属、核素污染物的环保材料而被广泛关注,而黏土矿物作为常见的重金属吸附材料虽成本低廉、来源广泛,但去除性能又普遍有限。通过液相还原法制备nZVI/高岭石复合材料来强化高岭石去除水中Cr(Ⅵ)的性能,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)技术对其结构进行表征,考察了Cr(Ⅵ)初始浓度、nZVI/高岭石投加量、温度等条件对Cr(Ⅵ)去除率的影响,并探讨了其对水中Cr(Ⅵ)的去除能力及机制。结果表明,nZVI/高岭石中的nZVI结晶度低,粒径在50～100 nm, nZVI/高岭石在60 min时对Cr(Ⅵ)的去除率达91.7%,分别比nZVI和高岭石提高了2.7倍和18.5倍。nZVI/高岭石对Cr(Ⅵ)的去除动力学符合准二级动力学模型,表观反应活化能为27.97 kJ/mol,去除是吸附、还原和共沉淀共同作用的结果。通过nZVI强化可提升高岭土在水处理和环境修复中的应用前景。