天然有机质与铁纳米颗粒相互作用：选择性吸附与团聚行为研究

发布时间：2024-03-17 13:15

　　天然和人工铁基纳米矿物颗粒广泛存在于环境中,当这些铁基纳米颗粒在水体中运移时,一定会与同样普遍存在于水体环境中的天然有机质相互作用,从而影响其自身及附着的污染物的地球化学行为。本文利用多种表征技术手段,对天然有机质与铁基纳米颗粒的吸附和团聚行为进行深入研究,特别是定量化厘清吸附到纳米颗粒上的天然有机质中哪些物化性质(吸附量、分子量、吸附层厚度、芳香性、官能团等)是影响团聚行为的主要因素。本研究对于判断和预测自然环境系统中铁基纳米颗粒的迁移性、稳定性以及归趋等地球化学行为具有指导意义。本文第一部分内容结合本人硕士论文的部分成果,进一步对广泛用于地下水污染修复的纳米零价铁与两种天然有机质(腐殖酸,SRHA;富里酸,SRFA)的相互作用进行研究。结果表明,纳米铁虽然对两种天然有机质的总吸附量是相同的,但是对不同天然有机质的选择性吸附行为却不同;这种选择性吸附的不同并没有影响天然有机质对纳米铁团聚的抑制程度,这是由于被吸附的天然有机质分子量相差不大,或者是因为总吸附量是控制团聚的主要因素所导致的。本文第二部分内容研究不同种类及浓度的天然有机质对天然存在的水铁矿纳米颗粒团聚行为的影响。结果表明,...

【文章页数】：133 页

【学位级别】：博士

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中文摘要
ABSTRACT
第一章 前言
    1.1 选题背景及研究意义
    1.2 纳米颗粒材料概述
        1.2.1 纳米颗粒的形成
        1.2.2 纳米颗粒的研究现状
    1.3 天然有机质概述
    1.4 NOM与铁基纳米颗粒的相互作用
        1.4.1 铁基纳米颗粒概述
        1.4.2 天然有机质与铁基纳米颗粒的吸附作用
        1.4.3 天然有机质对铁基纳米颗粒的团聚影响
    1.5 研究目的及意义
    1.6 研究内容及技术路线
    1.7 论文工作量
第二章 天然有机质与纳米零价铁相互作用
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 实验仪器
        2.2.2 吸附实验
        2.2.3 纳米铁颗粒表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 吸附动力学及热力学
        2.3.2 SRHA和SRFA在nano-Fe⁰和nano-Fe₃O₄上的选择性吸附
        2.3.3 吸附NOM后nano-Fe⁰和nano-Fe₃O₄表面性质的变化
        2.3.4 吸附NOM后nano-Fe⁰和nano-Fe₃O₄团聚行为的变化
    2.4 小结
第三章 不同种类天然有机质对水铁矿纳米颗粒团聚的影响
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 实验仪器
        3.2.2 盐溶液配制
        3.2.3 NOM配制
        3.2.4 Fh NPs基本性质
        3.2.5 Fh NPs团聚实验
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 Fh NPs纳米颗粒表征
        3.3.2 Fh NPs在不同电解质中的团聚行为
        3.3.3 不同电解质溶液中NOM对Fh NPs团聚的影响
        3.3.4 不同NOM浓度对Fh NPs团聚的影响
    3.4 小结
第四章 分子尺度探究天然有机质对水铁矿纳米颗粒团聚的影响
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 实验仪器
        4.2.2 Fh NPs的合成与表征
        4.2.3 NOM分离与分级
        4.2.4 NOM分子量分布表征
        4.2.5 NOM在Fh NPs上的吸附实验
        4.2.6 吸附到NPs表面的NOM表征
        4.2.7 团聚行为以及zeta电位测量
        4.2.8 单颗粒电感耦合等离子体测量团聚体尺寸结构
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 分级后NOM的分子量表征
        4.3.2 吸附在Fh NPs上NOM的性质特征
        4.3.3 不同分子量的NOM组分影响Fh NPs团聚的机理研究
        4.3.4 SRNOM_<3kDa促进Fh NPs团聚的机理探讨
    4.4 小结
第五章 结论与建议
    5.1 结论
    5.2 建议
致谢
参考文献
论文主要工作(贡献)说明
附录



本文编号：3931084