水热法制备Fe/C复合材料及其对地下水中三氯乙烯的降解性能

以蔗糖和无水三氯化铁为原料,以盐酸或氨水调节溶液pH(pH为2、4、6、8、10),采用水热-炭化法合成了一系列Fe/C复合材料(Fe/C-pH2、Fe/C-pH4、Fe/C-pH6、Fe/C-pH8、Fe/C-pH10),将Fe/C-pH10球磨成粒径在100～1000 nm的产物,记为Fe/C-pH10-Q.采用SEM、XRD、TG、N2吸附-脱附对Fe/C复合材料进行了表征,考察了其对三氯乙烯(TCE)的吸附和降解性能.结果表明,Fe/C复合材料中纳米零价铁(nZVI)和生物炭共同存在,nZVI随机分散在碳球或碳颗粒上,不发生团聚现象.随着反应液pH的增加,Fe/C复合材料中nZVI的含量和粒径从Fe/C-pH2的6.52％、25 nm增加到Fe/C-pH10的36.35％、50 nm,比表面积由Fe/C-pH2的369 m2/g减小到Fe/C-pH10的302 m2/g.Fe/C复合材料对TCE降解速率由大到小顺序为:Fe/C-pH10>Fe/C-pH8>Fe/C-pH6>Fe/C-pH4>Fe/C-pH2.Fe/C-pH10对TCE的去除率约为100％(48 h).球磨不会改变Fe/C复合材料中nZVI粒径、含量和材料的反应活性.此外,Fe/C-pH10-Q具有良好的地下传输性能,其流动性比市售nZVI和Fe/C-pH10显著提高.