本技术提供了一种制备纳米零价铁-沸石核壳结构复合材料的方法及其在环保领域的应用。该技术通过在纳米零价铁表面形成沸石核壳结构,有效防止纳米零价铁表面氧化,增强材料稳定性和应用效果。
背景技术
随着城市化和工业化进程的不断推进,越来越多的抗生素、杀菌剂和除草剂等在生产生活中投入使用,这些有机污染物严重破坏了生态环境。三氯酚作为一种高毒性的有机物,易溶于醇、醚等有机溶剂中,三氯酚主要作杀菌剂、防腐剂或聚酯纤维的溶剂等。工业活动中聚酯纤维回收处理过程排放的废水以及人类生活过程中使用的木材和纸浆等材料防腐剂的喷涂导致三氯酚进入水体和土壤,其可经过皮肤吸收中毒,严重威胁人体健康和生态安全,因此高效修复环境中的三氯酚污染问题迫在眉睫。
目前,解决有机物污染的方法很多,如物理吸附、化学氧化、微生物及植物修复等。其中,高级氧化技术因其简单、高效及降解产物无毒或低毒而成为应用最广泛的环境污染修复方法之一,包括传统的芬顿氧化技术和过硫酸盐基氧化技术等,其中过硫酸盐基氧化技术常采用碳基材料或铁基材料做催化剂,活化过硫酸盐对污染物进行降解。
相较于其他铁基材料,纳米零价铁(nZVI)具有反应活性高,比表面积大等优势,但nZVI在实际应用中也存在着明显的局限性。首先,nZVI的磁吸力使颗粒之间易团聚,导致其在水体中迁移较为困难,致使反应活性不高;此外,由nZVI快速释放到溶液中的Fe2+
会淬灭生成的自由基,导致污染物难以被有效降解。
为了解决上述问题,目前常使用的改性手段有多孔材料(如生物炭)负载、硫化改性、表面活性剂涂层等。其中,借助二氧化硅采用沸石对nZVI包覆,可以在nZVI表面形成沸石涂层,有效解决nZVI易团聚、Fe2+
快速释放等问题。然而据以往文献报道,通常使用法合成二氧化硅包覆的nZVI,该制备方法较为繁琐,反应条件不易控制,并且不同的制备条件和比例对nZVI的反应活性影响大。针对以上问题,急需寻找制备方法简单又可以解决nZVI上述缺陷的改性方法,进而应用于有机污染物的降解。
实现思路