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环境学院教授课题组在《Science of the Total Environment》上发表研究成果

  环境学院教授课题组完成的关于将微米零价铁包埋于壳聚糖凝胶中用于强化低C/N条件下零价铁脱除硝酸盐效能的论文 “Enhancing nitrate removal efficiency of micro-sized zero-valent iron by chitosan gel balls encapsulating”发表在环境科学与生态学Top期刊《Science of the Total Environment》(IF=7.963)上,第一作者为环境学院硕士研究生安法财,指导老师为孙德智教授,北京林业大学为第一完成单位。

  

 

  零价铁(ZVI)脱氮技术是处理低C/N条件下硝酸盐污染的有效手段,微米零价铁(MZVI)材料价格低廉但其在中性水体中的脱氮活性有待提高。在本研究中,采用溶胶-凝胶法将MZVI颗粒包埋入壳聚糖(CS)凝胶中制备了壳聚糖包埋零价铁(MZVI@CS)材料,并用于无碳源条件下NO3--N的深度脱除。MZVI@CS在投加量1%、初始pH=7、25℃条件下脱除NO3--N的速率为0.37 mg-N·L-1·d-1,相比于MZVI提高了11.33倍。MZVI@CS与硝酸盐反应的表观活化能(Ea)为38.23 kJ·mol-1,在pH = 5-9的弱酸性、中性和碱性条件下,均可维持稳定的脱氮速率(0.37 - 2.28 mg-N·L-1·d-1),且80%以上的硝酸盐被还原为N2,只有少量转化为NH4+或NO2-。MZVI@CS的多孔凝胶结构消除了MZVI颗粒之间的团聚现象,而Fe-CS螯合物的形成减少了铁氧化物的生成,解决了钝化问题,成功地提高了MZVI对NO3--N的去除效率。MZVI@CS在中性、低C/N水体的NO3--N深度去除方面中具有巨大的应用潜力。

  

  本研究得到了国家自然科学基金项目(51978053)的资助。文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969722007331

作者:安法财;审稿:郭世怀      |     编辑:姜玥; 审核:杨金融