Zerovalent iron
Нулевовалентное железо (ZVI) – это жаргон, описывающий формы металлического железа, которые предлагается использовать при восстановлении подземных вод . [1] [2] [3] [4]
Модель А
Модель Б
Нажмите на любое изображение, чтобы увеличить
ZVI работает за счет переноса электронов с Fe. 0 по отношению к некоторым хлорорганическим соединениям, общему классу загрязнителей. Предлагается, чтобы процесс восстановления приводил к образованию Fe. 2+ и Cl − и органические продукты, не содержащие галогенидов, которые относительно безобидны. [5] Однако эта технология не была реализована, несмотря на множество доказательств ее принципа.
Тип ЗВИ
[ редактировать ]
- Массовая Фе. Чугун , состоящий из железного лома строительного сорта, использовался в качестве реактивного материала для проницаемых реактивных барьеров для восстановления грунтовых вод . Обычно считается, что реакции происходят на поверхности Fe (оксида); однако было показано, что включения графита также могут служить центрами реакции. [6]
- Наноразмерное Fe. Помимо использования макромасштабного железа в PRB , наночастицы (диаметром 1–100 нм) нульвалентного железа (nZVI). эффективны [2]
- Зн. Цинк показал гораздо более высокую реакционную способность по отношению к пентахлорфенолу, чем железо. Это указывает на то, что цинк можно использовать в качестве замены ZVI при дехлорировании хлорированных фенолов. Хлорированные фенолы последовательно дехлорируются, и, таким образом, менее хлорированные фенолы идентифицируются как продукт восстановления. [7]
Тип обрабатываемых загрязнений
[ редактировать ]Было предложено множество видов загрязнителей, но лишь немногие из них были продемонстрированы в решении экологических проблем.
- Кадмий (Cd 2+ ) превращается в неподвижный металлический Cd. [8]
- Хлорамины эффективно восстанавливаются с помощью ZVI. [9]
- Восстановление нитратов железным порошком наблюдается только при pH ≤4. [10] Аммиак является конечным продуктом. При использовании наноразмерного железа газ N 2 является продуктом. [11]
- Нитрованные ароматические соединения восстанавливаются объемным железом. [6] [12] [13]
- Хлорированные пестициды, такие как ДДТ , ДДД и ДДЕ . Скорость дехлорирования повышается за счет ПАВ (Тритон Х-114). [14]
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Тратник, П.Г.; М.М. Шерер ; Ти Джей Джонсон; Мэтисон, ЖЖ (2003). Проницаемые реактивные барьеры из железа и других нульвалентных металлов. В: Тарр М.А. (ред.), Методы химического разложения отходов и загрязнителей; Экологическое и промышленное применение. Наука об окружающей среде и контроль загрязнения, Марсель Деккер, Нью-Йорк, стр. 371–421. два : 10.1201/9780203912553.ch9
Примечания
[ редактировать ]- ^ Фу, Фэнлянь; Дионисий, Дионисий Д.; Лю, Хун (2014). «Использование нуль-валентного железа для восстановления грунтовых вод и очистки сточных вод: обзор». Журнал опасных материалов . 267 : 194–205. дои : 10.1016/j.jhazmat.2013.12.062 .
- ^ Перейти обратно: а б Ли, Сяо-цинь; Эллиотт, Дэниел В.; Чжан, Вэй-Сянь (2006). «Наночастицы нуль-валентного железа для борьбы с загрязнителями окружающей среды: материальные и инженерные аспекты». Критические обзоры по наукам о твердом теле и материалах . 31 (4): 111–122. Бибкод : 2006CRSSM..31..111L . дои : 10.1080/10408430601057611 . S2CID 4834565 .
- ^ Стефанюк, Магдалена; Олещук, Патрик; Ок, Ён Сик (2016). «Обзор нанонульвалентного железа (NZVI): от синтеза до применения в окружающей среде». Химико-технологический журнал . 287 : 618–632. дои : 10.1016/j.cej.2015.11.046 .
- ^ Гиллхэм, Роберт, Джон Воган, Лай Гуй, Майкл Дюшен и Дженнифер Сон. «Железные барьерные стены для восстановления хлорированными растворителями». на месте Очистка шлейфов хлорированных растворителей . Эд. Ханс Ф. Строо и К. Херб Уорд. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer Science + Business Media, 2010.
- ^ Тратник, Пол и Рик Джонсон. «Восстановление железным металлом». Центр исследования подземных вод. Орегонский университет здравоохранения и науки, 4 февраля 2005 г.
- ^ Перейти обратно: а б Джафарпур, Б.; Имхофф, ПТ; Чиу. ПК 2005. Количественное определение и моделирование восстановления 2,4-динитротолуола чугуном высокой чистоты и чугуном. Журнал загрязняющей гидрологии. 76(1-2): 87-107. дои : 10.1016/j.jconhyd.2004.08.001
- ^ Ким, Ю.Х.; Каррауэй, Э.Р. 2003. Дехлорирование хлорированных фенолов нульвалентным цинком. Экологические технологии. 24 (12): 1455–1463. дои : 10.1080/09593330309385690
- ^ Бопараи, Хардилджит К.; Джозеф, Мира; о'Кэрролл, Денис М. (2011). «Кинетика и термодинамика удаления ионов кадмия путем адсорбции на наночастицах нульвалентного железа». Журнал опасных материалов . 186 (1): 458–465. дои : 10.1016/j.jhazmat.2010.11.029 . ПМИД 21130566 .
- ^ Беднер, М.; В.А. МакКрехан; ГР Хельц. 2004. Сделать хлор более экологичным: исследование альтернатив сульфиту для дехлорирования. Исследования воды. 38(10): 2505-2514. doi : 10.1016/j.watres.2004.03.010
- ^ Хуанг, К.; Ван, Х.; Чиу, П. 1998. Восстановление нитратов металлическим железом. Исследования воды. 32(8): 2257-2264. два : 10.1016/S0043-1354(97)00464-8
- ^ Чоу, С.; Чанг, Ю.; Хван, К.; Хим, Дж. 1999. Кинетика восстановительной денитрификации наноразмерным нульвалентным железом. Хемосфера. 41(8): 1307–1311. два : 10.1016/S0045-6535(99)00506-8
- ^ Махуд, ЮАР; Шаффнер\doi=10.15227/orgsyn.011.0032, ПВЛ (1931). «2,4-Диаминотолуол». Органические синтезы . 11:32 .
{{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ «О-аминобензальдегид, образование окислительно-нейтральных аминов и синтез дезоксивазицинона» . Органические синтезы . 89 : 274. 2012. doi : 10.15227/orgsyn.089.0274 .
- ^ Сэйлс, Джорджия; Ты, Г.; Ван, М.; Купферле, М.Дж. 1997. Дехлорирование ДДТ, ДДД и ДДЕ нульвалентным железом. Экологические науки и технологии. 31(12): 3448-3454. дои : 10.1021/es9701669