蒙脱石为模板合成的零价铁镍对多氯联苯降解机制的研究

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零价铁是一种经典的环境污染物修复剂,在零价铁表面引入第二金属形成双金属体系可以有效降解多氯联苯等氯代有机污染物。  本文以蒙脱石为模板制备了蒙脱石-Fe0/Ni0双金属材料,通过X射线衍射、X射线光电子能谱等手段对材料进行表征,确定Fe0/Ni0生成于蒙脱石层间且尺寸属于亚纳米级(约5(A)),并以制备的蒙脱石-Fe0/Ni0对PCBs进行降解。文中选取2,2,6-三氯联苯(PCB19)和3,3,5-三氯联苯(PCB36)为目标污染物,详细研究了多氯联苯分子构型对其在矿物表面吸附和降解过程中影响。  研究结果表明蒙脱石-Fe0/Ni0可以在4小时内将共平面构型PCB(PCB36)完全降解为联苯,而非平面构型的PCB19则几乎没有降解。蒙脱石层间的可交换阳离子同样影响PCBs的降解反应。当蒙脱石层间为水合半径较小的K+饱和时,相比水合半径较大的Na+,PCBs的吸附与降解速率都明显提高。反应体系中,蒙脱石对PCBs的吸附是降解反应的先决步骤,PCBs要先经过吸附插入蒙脱石层间,与Fe0/Ni0双金属接触随即通过加氢脱氯反应降解。因为共平面构型的PCBs具有类二噁英类物质的特性,对人体而言具有更高的毒性,本文中蒙脱石-Fe0/Ni0对高毒性PCBs的选择性降解为环境污染物的高效修复提供了新的思路。
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