天津市水資源與水環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室柳聽(tīng)義課題組在Journal of Hazardous Materials發(fā)表論文“Enhanced elimination of V5+ in wastewater using zero-valent iron activated by ball milling: The overlooked crucial roles of energy input and sodium chloride”，這項(xiàng)工作更新了球磨工藝參數(shù)和過(guò)程控制劑-NaCl對(duì)球磨零價(jià)鐵去除水相中V5+的關(guān)鍵影響的基本認(rèn)識(shí)。
球磨法在克服鈍化問(wèn)題提高零價(jià)鐵(ZVI)去污效率方面具有顯著的應(yīng)用前景。目前，球磨零價(jià)鐵(ZVIbm)在污染消除方面的重點(diǎn)研究較少。ZVIbm的去除性能經(jīng)常被用作參考，以突出其他球磨處理的強(qiáng)化效果。然而，球磨過(guò)程中工藝參數(shù)和過(guò)程控制劑(PCA)對(duì)ZVIbm反應(yīng)性的間接影響卻被嚴(yán)重忽視。了解能量輸入的影響對(duì)于ZVIbm的工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)及其在環(huán)境污染修復(fù)中的應(yīng)用至關(guān)重要。
該項(xiàng)工作重點(diǎn)研究了pH值和球磨工藝參數(shù)對(duì)ZVIbm從廢水中去除V5+的關(guān)鍵影響和機(jī)制。結(jié)果表明，NaCl與ZVI之間可能發(fā)生的機(jī)械反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了ZVI的表面修飾，修飾后的ZVIbm可在較寬的pH范圍內(nèi)增強(qiáng)其對(duì)V5+的去除。由于ZVIbm在短時(shí)間內(nèi)浸出更多的Fe2+，反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有誘導(dǎo)時(shí)間。因此，該反應(yīng)過(guò)程可分為快速反應(yīng)階段和緩慢反應(yīng)階段。此外，雖然NaCl顯著提高了ZVIbm的分散性并促進(jìn)其粉碎成具有高反應(yīng)性的薄片狀結(jié)構(gòu)，但過(guò)度的能量輸入通過(guò)影響ZVIbm的物理化學(xué)性質(zhì)削弱了其活性。該研究表明，PCA的存在和能量輸入的影響對(duì)于 ZVIbm的工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)及其在環(huán)境中的應(yīng)用至關(guān)重要。此外，還應(yīng)進(jìn)一步研究其他PCA對(duì)ZVIbm的影響。同時(shí)，需要進(jìn)一步對(duì)比經(jīng)球磨工藝優(yōu)化后的ZVIbm和S-ZVIbm去污效果的差異。
天津市水資源與水環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室柳聽(tīng)義研究員是該文的通訊作者，指導(dǎo)的碩士研究生王鵬為該文第一作者。該研究工作受到國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目(21307090)和天津市自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(18JCYBJC96600)資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2022.129050
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