N-Fe/CNT对Pb(Ⅱ)去除的热力学与动力学研究

刘清 ，杨涛 ，滑熠龙，何小燕，招国栋

(1.南华大学 污染控制与资源化技术湖南省重点实验室，湖南 衡阳 421001;2.南华大学 资源环境与安全工程学院，湖南 衡阳 421001;3.株洲市水务投资集团有限公司，湖南 株洲 412000)

我国是重金属铅的消费大国，铅的污染物大多难于降解，主要通过水体等进入自然环境，危害人类健康[1]。纳米零价铁(nZVI)具有反应活性强、比表面积大等优点，在去除重金属污染物时备受青睐[2]。nZVI的传统制备方法成本高、易团聚等，限制其在生态环境修复中的应用。本文使用向日葵绿色制备nZVI，原理是利用植物提取液中含有的黄酮、多酚等具有还原性的物质还原制备nZVI[3]。MWCNT是一种碳材料，比表面积大，呈中空结构，对污染物具有去除性能[4]。本文将绿色制备的nZVI负载于MWCNT上，拟解决nZVI的易团聚问题，并利用两者协同去除污染物，实现对含铅废水的高效去除。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

硫酸亚铁、无水乙醇均为分析纯；多壁碳纳米管(MWCNT)(纯度>95%，直径50～100 nm，长度1～3 μm)、10～60 mg/L的Pb(Ⅱ)标准溶液。

HH-2s数显恒温水浴锅；SHZ-D(Ш)循环水式真空泵；TGL-20B离心机；SIM-ED5-2.5冷冻干燥机；QYC2112恒温振荡箱；梅特勒FE20pH计；JSM-7500F型扫描电子显微镜；AA6300原子吸收仪。

1.2 绿色N-Fe/CNT复合材料的制备

1.2.1 nZVI的制备 将新鲜向日葵叶用清水及蒸馏水清洗干净，晾至表面无明显水迹后，将向日葵叶剪碎，并称取200 g置于大烧杯中，加入1 L蒸馏水，用保鲜膜密封后，放在80 ℃水浴锅中恒温加热3 h。取出，冷却至室温，抽滤制得向日葵叶提取液。在40 ℃且氮气流速100 mL/min的条件下，将向日葵提取液与Fe2+浓度为0.05 mol/L的FeSO4·7H2O溶液按照1∶1等体积混合于三口瓶中,以500 r/min的速度搅拌90 min制得nZVI悬浊液。