海泡石负载Fe/Ni去除对氯硝基苯的还原途径及温度与pH的影响

摘要

针对零价铁易团聚、氧化和钝化的缺陷,选用海泡石为载体、过渡金属镍为催化剂,制备了一种克服以上缺陷的海泡石负载铁镍复合材料(用Fe/Ni-SEP表示),研究了该材料还原水中对氯硝基苯的还原途径、机制及pH与温度的影响.研究结果表明,在30℃下用2 g·L-1投加量的Fe/Ni-SEP去除初始浓度为10 mg·L-1的对氯硝基苯溶液,120 min时有94.3％的对氯硝基苯被还原成苯胺.去除过程符合L-H模型,说明去除为还原与吸附的协同作用,其中k1 ＞＞k2,因此吸附为速率决定步骤.还原途径与去除机制为:Fe/Ni-SEP中零价铁作为电子供体将硝基还原为胺基,金属镍将零价铁的腐蚀产物H2转化为活性氢,活性氢作用于苯环上的C-Cl键,使对氯苯胺加氢脱氯变成苯胺.升高温度加快了传质速率,且利于反应物越过能垒,使反应速率加快.pH为3～7时,利于发生还原脱氯反应.