1. 研究目的与意义
土壤环境修复离不开对重金属铬Cr(Ⅲ)的治理,Cr对水生和陆地生态系统中各种生物都具有毒性,重金属的植物有效态和土壤的理化性质有关,可溶性有机质对重金属迁移转化的影响最近获得极大关注,因此了解Cr在生态系统中的地下环境中的归趋、滞留和迁移至关重要。
在地下环境中,Cr在土壤中经过各种化学变化最后可能产物是Cr(OH)3和Cr-Fe络合物,由于含铁(Ⅱ)矿物和零价铁等铁基材料在Cr(Ⅵ)修复场地的广泛应用,纯的Cr(OH)3和CrxFe1-x(OH)3固溶体系列是修复和自然过程中Cr(Ⅵ)还原的常见产物。为有效去除Cr(Ⅵ),Fe(Ⅱ)通常会过量使用,因此,有必要在实验室近似的环境条件下,全面研究在腐植酸与磷酸盐存在下,Cr(OH)3和铁铬络合物在土壤中的迁移和滞留。由此可以进一步探究土壤中Cr的迁移,来促进土壤修复的研究。2. 研究内容和预期目标
在实验室近似的环境条件下,在本研究中,制备了老化24h的Cr(OH)3和CrxFe1-x(OH)3固溶体过筛后,选取石英砂柱来模拟土壤中的多孔介质,分别研究在腐植酸与磷酸盐存在下,在pH=6和pH=8条件下对Cr(OH)3和铁铬络合物迁移滞留的影响。
查阅相关文献进行归纳总结,对所制备的材料进行XRD表征分析,测试其在不同条件下的电位和粒径变化,随后进行迁移实验,对出流和滞留的样品用原子吸收分光光度计进行Cr浓度分析,来判断Cr(OH)3和CrxFe1-x(OH)3固溶体在多孔介质中的迁移性。预计腐植酸与磷酸盐的存在会促进Cr(OH)3和铁铬络合物的滞留。
3. 研究的方法与步骤
(1)制得Cr(OH)3和铁铬络合物颗粒(Cr(OH)3制备方法:称取CrCl3,使用NaOH调节pH至7,沉淀老化24h,然后吸去上清液,使用离心机洗5次,放入烘箱烘干,用石钵研磨,过筛器过筛得到粒径较小的Cr(OH)3;铁铬络合物制备方法:取适量CrCl3和FeCl3,pH至7,沉淀老化24h,然后吸去上清液,使用离心机洗5次,放入烘箱烘干,用石钵研磨,过筛器过筛得到粒径较小的铁铬络合物。)。
(2)将制得的Cr(OH)3(或铁铬络合物颗粒)分别取0.1g至10个100mL烧杯中,超声、搅拌、沉淀,取上清液至大烧杯中制成胶体悬浮液。
4. 参考文献
[1]N. Ezzatahmadi, G. A. Ayoko, G. J. Millar, R.Speight, C. Yan, J. Li, S. Li, J. Zhu, Y. Xi, Clay-supported nanoscalezero-valent iron composite materials for the remediation of contaminated aqueoussolutions: A review. Chem. Eng. J. 2017, 312: 336–350.
[2] Y. Kuang, Q. Wang, Z. Chen, M. Megharaj, R.Naidu, Heterogeneous Fentonlikeoxidation of monochlorobenzene using greensynthesis of ironnanoparticles. J. Colloid Interface Sci. 2013, 410: 67-73.
5. 计划与进度安排
(1)2024年月1日5日——2024年3月1日:查阅相关文献资料,撰写文献综述,提出具体研究计划,完成开题报告,进行实验前期准备工作;
(2)2024年3月2日——2024年5月15日:论文实验阶段——
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