饱和多孔介质中Fe3O4纳米颗粒与铜离子的共迁移

摘要

采用饱和柱渗流实验,探究了四氧化三铁纳米颗粒(Fe3O4 nanoparticles,MNPs对铜离子(Cu^2+)在饱和多孔介质中迁移持留的影响.结果表明:MNPs对Cu^2+的迁移并无太大影响.具体表现为:低浓度的MNPs微弱地促进Cu^2+迁移,其质量浓度为50 mg/L和180mg/L时,Cu^2+的最大出流率从0.78分别增长到0.82和0.83,这是由于低浓度的MNPs在静电斥力的作用下分散性较好、聚合率较低,聚合后团聚体粒径较小,可以穿过多孔介质而不被拦截沉积,部分Cu^2+被吸附在MNPs表面随其一起出流;而高浓度的MNPs一定程度上抑制了Cu^2+的迁移,当MNPs的质量浓度增长到500mg/L时,Cu^2+的最大出流率则降至0.73,这与其高浓度的高聚合率和聚合后团聚体的大粒径有关.此外,MNPs的存在一定程度上也影响了Cu^2+在介质中的空间分布,使得Cu2+的空间垂向分布更为均匀,这与MNPs的失稳集聚性有关.