中国环境科学

作者：黄雪征, 张永祥, 张大胜, 朱新锋, 李厚运

单位：1. 河南城建学院, 河南省水体污染防治与修复重点实验室, 河南 平顶山 467000;2. 北京工业大学城市建设学部, 北京 100124;3. 南阳理工学院土木工程学院, 河南 南阳 473000;4. 河北水利科学院研究院, 河北 石家庄 050051

关键词：石墨烯,2,4-二氯酚,纳米铁,脱氯,吸附

基金：河南省科技攻关项目(202102310609);国家重点研发计划子课题(2016YFC040140402);河南省高等学校重点科研项目(21A610009)

通过液相还原法成功制备了石墨烯负载纳米铁镍复合材料,该材料可高效快速地吸附水中的2,4-二氯酚(2,4-DCP)并对其进行脱氯.微观形貌分析结果表明,粒径为80~150nm的球形Fe/Ni纳米颗粒成功插入石墨烯片层,并主要分布在石墨烯片层边缘和褶皱处,Fe/Ni颗粒团聚现象明显减少,更多活性位点暴露出来.XRD分析和FTIR分析表明,纳米零价铁(nZVI)通过Fe-O键成功嵌入石墨烯(rGO)中,且Fe/Ni纳米颗粒结晶度较差,外围包覆有无定形的铁氧化物沉淀.探讨了不同制备条件如碳铁比、镍化率、氧化石墨烯(GO)还原程度对材料去除2,4-二氯酚(2,4-DCP)性能的影响.综合考虑材料制备成本及对2,4-DCP的吸附脱氯性能,Fe/Ni@rGO复合材料的最优制备条件为:石墨烯与Fe质量比1:2,镍负载率5%,硼氢化钠与铁盐的物质的量比为5:1.研究表明5种材料对2,4-DCP的去除率遵循如下顺序:Fe/Ni@rGO复合材料>Fe/Ni>Fe @rGO复合材料>石墨烯> nZVI.储存稳定性试验和循环试验表明,与Fe/Ni双金属相比,Fe/Ni@rGO材料具有稳定的反应活性和较高的重复利用价值.研究结果表明Fe/Ni@rGO复合材料对2,4-DCP的去除为吸附和脱氯协同作用的结果.

来源：2023年第12期

《中国环境科学》期刊编辑部

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