《表面修飾強化鐵基納米顆粒的分散性及催化還原性研究》是依託昆明理工大學，由王向宇擔任項目負責人的地區科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：表面修飾強化鐵基納米顆粒的分散性及催化還原性研究
- 項目類別：地區科學基金項目
- 項目負責人：王向宇
- 依託單位：昆明理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對強化鐵基納米雙金屬顆粒對水中氯代有機物催化還原脫氯性能開展研究。旨在解決納米雙金屬顆粒因硬團聚所引起的失活問題，研究目的是增強鐵基納米材料的分散性和穩定性，從而提高其對氯代有機物的反應活性，延長其有效使用壽命。研究方法為：以高分子聚合物或離子型表面活性劑等化合物(如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、 十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、瓜爾膠 和聚丙烯酸(PAA))對納米顆粒進行表面修飾改性，分別利用表面修飾劑產生的靜電穩定套用、空間位阻作用及靜電位阻作用，減少納米顆粒間的團聚度。 本項目研究有助於強化納米材料在水性介質中的分散性，研發高效表面修飾劑複合體系，增加對表面修飾改性納米顆粒脫氯機理的了解。同時探討鐵基納米雙金屬顆粒分散改性的最優條件，並進一步揭示水中氯代有機物的催化還原脫氯動力學規律，為納米零價鐵技術去除水中氯代有機物理論的發展和實際工程套用提供科學依據。
結題摘要
本項目圍繞克服鐵基納米顆粒在水中嚴重團聚問題及強化納米鐵還原性能方面展開深入研究。本項目的重要研究成果包括五方面內容：（1）分別以聚電解質、高分子聚合物、陰離子型表面活性劑等為分散劑，對鐵基納米顆粒進行表面化學修飾與功能化，有效提高納米顆粒在液相中的分散性及穩定性，顯著提高鐵基納米顆粒對水中難降解污染物的去除效率；（2）實現納米鐵綠色合成。在納米鐵合成過程中選擇同時具有還原劑、分散劑、穩定劑和抗氧化物劑等多重作用的反應物，並輔以聲納化學，提高納米鐵製備的原子經濟性；（3）以新型納米鐵基有機-無機複合材料實現納米鐵的負載固定，解決納米鐵的回收及再生循環利用問題，進而延長載鐵複合材料的使用周期，降低因納米顆粒流失進水體而導致的生態風險，並實現聚多巴胺自聚-附著行為對納米NZVI-PVDF∙Al2O3功能化仿生修飾，為水中污染物去除提供環境友好型材料；（4）構建基於多組分協同效應的NZVI-KMnO4複合技術，可有效克服單獨使用零價鐵技術易造成鐵離子或亞鐵離子流失的弊端，同時防止對納米鐵表面形成鈍化層而失活，從而有效保持納米鐵的反應活性；（5）探討納米鐵還原性能受水環境條件的動態變化及隨機的地球化學組分影響情況，從而促進零價鐵技術在處理實際廢水或受污染地下水治理方面的套用。
