微米及纳米铁材料中零价铁含量的简易测定

第34卷第1期2015年2月四川环境SICHUANENVIＲONMENTVol.34，No.1February2015·试验研究·收稿日期:2014-08-04基金项目:“十二五”国家科技支撑计划(2013BAC01B01)。作者简介:雷轰(1988－)，男，湖北咸宁人，同济大学环境工程专业2012级硕士研究生，研究方向为纳米零价铁在地下水及工业废水中的应用。微米及纳米铁材料中零价铁含量的简易测定雷轰，刘一源，李松林(同济大学环境科学与工程学院，污染控制与资源化国家重点实验室，上海200092)摘要:Fe0与Cu2+发生氧化还原反应生成Cu2O及Cu，而在酸性条件下Cu2O易发生歧化反应，生成Cu2+及Cu，Cu2+与Fe0以物质量1∶1发生化学反应。利用上述反应原理，根据微米或纳米铁材料中零价铁消耗掉的Cu2+含量，简易测定其零价铁含量。所测定的标准微米铁材料中零价铁含量与其理论零价铁含量之间存在线性相关系(Ｒ2=0.99)。利用x射线衍射仪检验铁材料中零价铁是否反完全。通过测定已知零价铁含量的A、B、C三种微米铁材料及纳米铁材料中零价铁含量，判定测定结果的准确性。结果显示该方法准确可靠、操作简单、效率高，适用于微米及纳米铁材料中零价铁含量的测定。关键词:微米铁材料;纳米铁材料;含量分析检测;铜离子;X射线衍射仪中图分类号:X757文献标识码:A文章编号:1001-3644(2015)01-0019-07DeterminationofZero-valentIronContentinMicroAndNano-sizedIronMaterialsLEIHong，LIUYi-yuan，LISong-lin(StateKeyLaboratoryofPollutionControl＆ＲesourcesＲescue，CollegeofEnvironmentScience＆Engineering，TongjiUniversity，Shanghai200092，China)Abstract:Cupricions(Cu2+)couldbereducedtometalliccopper(Cu0)andcuprite(Cu2O)byzero-valentiron(Fe0)，whileCu2OcouldbeeasilytransformedtoCu0andCu2+atacidicconditions.Asaresult，theconsumptionofonemoleFe0willleadtothedecreaseofonemoleCu2+inacidicsolutions，correspondingly.Basedonthistheory，asimplemethodwasproposedtodeterminethecontentofFe0inmicro-ornano-sizedironmaterialsbydetectingthelossofCu2+.Alinearcorrelationbetweenthetheoreticalvalues(usingmicro-sizedstandardFe0materials)andthemeasuredvalueswasfound(Ｒ2=0.99)．X-raydiffraction(XＲD)wasusedtodetectifthezero-valentironwastotallyreactedinthesolidproducts.Themethodwaswellverifiedbythreetypesofmicro-andnano-sizedironmaterialswithknownFe0content.Ｒesultsshowedthismethodwasaccurate，reliableandapplicableforFe0contentdeterminationofmicro-andnano-sizedironmaterial.Keywords:Micro-sizedironmaterial;nano-sizedironmaterial，contentanalysis;cupricion;X-raydiffraction1前言铁材料由于具有低毒、廉价、易操作且对环境不会产生二次污染等优点，使其在重金属及难降解有机物的去除应用中越来越受到重视。铁材料能够还原去除多种有毒有害污染物，被认为是最有应用前景的污染物治理技术之一［1，2］。1994年，加拿大Waterloo大学［3］等首次研究单质铁材料还原地下水中14种卤代有机物以来，研究者都将注意力集中在铁材料去除污染的机理、铁材料改性及可行性分析上，而对于使用最为广泛的微米及纳米铁材料中零价铁含量的测定却鲜有研究与论述。随着微米及纳米铁材料在环境领域的应用越