铝基MOF负载纳米零价铁去除硝酸盐的研究

来源：水处理技术杂志2024年第5期北京时间：

作者：孟家琪, 郭波*, 金史怡, 邢海双, 陈越

单位：太原理工大学环境科学与工程学院,山西 太原 030024

摘要：采用液相还原法制得的纳米零价铁（nZVI）,负载于铝基金属有机框架上制成复合材料（nZVI@Al-MOF）,用于去除水中的NO₃^--N。考察初始pH、nZVI@Al-MOF投加量、温度和共存离子等因素对去除NO₃^--N的影响。结果表明,在pH为3.0~11.0的研究范围内,nZVI@Al-MOF去除NO₃^--N几乎不受pH的影响。NO₃^--N初始质量浓度20 mg/L、温度298 K,nZVI@Al-MOF投加量2.0 g/L时,反应180 min,初始pH为3.0、5.0、7.0、9.0、11.0时,NO₃^--N去除率分别可达96.8%、97.1%、97.8%、99.8%、98.1%,几乎所有的NO₃^--N被还原为NH₄⁺-N,去除效果极佳且表现稳定。伪二级吸附动力学模型极好描述了（<em>R</em>²=0.999 6~0.999 9）nZVI@Al-MOF吸附还原NO₃^--N的行为,其等温吸附过程符合Freundlich模型,表明吸附为多层化学吸附。热力学结果显示,吸附反应是自发吸热的过程。SEM和FTIR的表征结果显示,nZVI成功负载于Al-MOF上,nZVI@Al-MOF对NO₃^--N的去除主要是吸附和还原作用的结果。

关键词：铝基MOF,纳米零价铁,硝酸盐

基金资助：山西省专利转化专项计划项目（202202055）