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生物炭负载纳米零价铁复合材料的制备及其对硝基苯的去除研究
生物炭负载纳米零价铁复合材料的制备及其对硝基苯的去除研究
摘要：本文以生物炭为载体材料，利用还原方法制备了生物炭负载纳米零价铁复合材料，并研究了其对水中硝基苯的去除能力。通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）对制备得到的复合材料进行表征分析。实验结果表明，通过调节零价铁的负载量，可以显著提高复合材料的去除效果，且在适宜的条件下，复合材料对硝基苯的去除率可达到96%以上。研究结果表明，生物炭负载纳米零价铁复合材料在水处理领域具有很好的应用潜力。
关键词：生物炭，纳米零价铁，复合材料，硝基苯，水处理
1.引言
随着工业化进程的加快，水体污染日益严重，其中有机污染物是主要的水污染源之一。硝基苯是一种常见的有机污染物，它对人体健康和环境都会产生一定的危害。因此，寻找一种高效、低成本的去除硝基苯的方法具有重要的意义。近年来，生物炭材料在水处理领域备受关注，其具有良好的吸附性能和生物降解性能。
2.实验材料和方法
2.1实验材料
本实验使用商业化生物炭作为载体材料，并采用还原法制备复合材料。还原剂使用无水氯化亚锡，硝酸和硝基苯作为模型污染物。
2.2方法
首先将生物炭进行预处理，去除一部分杂质物质。然后，将生物炭和无水氯化亚锡溶液充分混合，加入硝酸和硝基苯，并在恒温搅拌条件下反应。最后，将制备得到的复合材料进行过滤、洗涤和干燥处理。
3.结果和讨论
3.1表征分析
通过SEM观察发现，生物炭负载纳米零价铁复合材料表面均匀分布着纳米颗粒，且颗粒尺寸约为5-10nm。XRD分析结果显示，复合材料中存在铁的特征衍射峰，说明纳米零价铁成功地负载在了生物炭上。
3.2对硝基苯的去除能力
通过在一系列初始浓度下对水中硝基苯的去除实验，发现生物炭负载纳米零价铁复合材料对硝基苯具有很好的去除能力。在适宜的零价铁负载量下，复合材料对硝基苯的去除率可达到96%以上。
4.结论
本研究成功制备了生物炭负载纳米零价铁复合材料，并研究了其对硝基苯的去除能力。实验结果表明，复合材料在适宜的条件下对硝基苯具有很好的去除效果。生物炭负载纳米零价铁复合材料具有在水处理领域应用的良好潜力。
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