納米零價鐵可用于去除水體中的六價鉻[Cr(VI)]與硝酸鹽等污染物。
(1)用FeCl2溶液與NaBH4(H元素為-1價)溶液反應制備納米零價鐵的化學方程式:FeCl2+2NaBH4+6H2O═Fe+2B(OH)3+2NaCl+7H2↑。當生成lmolFe時,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為
8mol
8mol
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(2)納米零價鐵可將水體中Cr(VI)還原為Cr3+,再將Cr3+轉(zhuǎn)化為Cr(OH)3(兩性氫氧化物)從水體中除去。
①室溫下Cr(VI)總濃度為0.20mol?L-1溶液中,含鉻物種濃度隨pH的分布如圖1所示。H2CrO4的Ka2=10-6.5
10-6.5
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②調(diào)節(jié)溶液pH,可使Cr3+轉(zhuǎn)化為Cr(OH)3沉淀而被除去。但pH>9時,鉻的去除率卻降低,其原因是 Cr(OH)3可以OH-之間反應生成易溶于水的物質(zhì)
Cr(OH)3可以OH-之間反應生成易溶于水的物質(zhì)
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(3)有人研究了用納米零價鐵去除水體中NO3-。
①控制其他條件不變,用納米零價鐵還原水體中的NO3-,測得溶液中NO3-,NO2-,NH4+濃度隨時間變化如圖 2所示。與初始溶液中氮濃度相比,反應過程中溶液中的總氮(NO3-、NO2-、NH4+)濃度減少,其可能原因是 NO3-可以被Fe還原為N2或者是NO而逸出水體
NO3-可以被Fe還原為N2或者是NO而逸出水體
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②將一定量納米零價鐵和少量銅粉附著在生物炭上,可用于去除水體中NO3-,其部分反應原理如題3。與不添加銅粉相比,添加少量銅粉時去除NO3-效率更高,其主要原因是 加少量銅粉時,F(xiàn)e-Cu-水溶液構成原電池,加速鐵還原水體中的NO3-的速率
加少量銅粉時,F(xiàn)e-Cu-水溶液構成原電池,加速鐵還原水體中的NO3-的速率
;NO3-轉(zhuǎn)化為NH4+的機理可描述為 納米零價鐵還原水體中的NO3-,NO3-被Fe還原為NO2-,NO2-在納米零價鐵或Cu表面上得到電子轉(zhuǎn)化為NH4+
納米零價鐵還原水體中的NO3-,NO3-被Fe還原為NO2-,NO2-在納米零價鐵或Cu表面上得到電子轉(zhuǎn)化為NH4+
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