去除难生物降解的重金属一直是废水处理的重中之重;发展绿色技术仍然是一项重大挑战。有鉴于此,华中师范大学的张礼知等研究人员,报道了通过Kirkendall效应促进磷酸化nZVI高效处理重金属废水。
本文要点
1)研究人员展示了通过增强Kirkendall效应促进磷酸化纳米零价铁(nZVI)去除重金属(Ni(II)、Cu(II)、Cr(VI)、Hg(II))的前景。
2)磷酸化限制了nZVI颗粒上的环向拉伸应力,并“破坏”结构致密的球形nZVI,从而产生大量径向纳米裂纹。
3)以去除Ni(II)为例,径向纳米裂纹有利于Ni(II)的向内扩散,以及电子和亚铁离子通过氧化物外壳的快速向外传输,以进行表面(Ni(II)/电子)和边界(Ni(II)/Fe0)的电偶交换。
4)伴随着明显的空心化现象,磷酸化nZVI可以迅速减少和固定Ni(II)穿过具有高容量(258 mg Ni/g Fe)固有的氧化外壳。
5)在实际电镀废水处理中,新型nZVI同时去除Ni(II)和Cu(II),出水水质稳定,符合当地排放法规。
参考文献:
Lizhi Zhang, et al. Kirkendall Effect Boosts Phosphorylated nZVI for Efficient Heavy Metal Wastewater Treatment. Angewandte Chemie, 2021.
DOI:10.1002/anie.202104586
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202104586