纳米二氧化硅基钝化剂的制备及其对土壤重金属的钝化性能研究

发布时间：2025-07-05 10:15

　　土壤重金属污染,特别是由多种重金属共存引起的复合污染,已成为全球快速城市化和工业化进程中的主要环境危害之一。目前国内外研究中常采用物理、化学和生物方法来修复被重金属污染的土壤。其中原位固化/稳定化技术作为具有代表性的化学修复方法之一,可以降低土壤中重金属的迁移能力和生物利用率从而降低重金属污染土壤的生态环境风险,并且操作简单,易于大面积规模化应用,受到众多研究者的关注。纳米SiO2材料因具有比表面积大、环境友好等特性,越来越多的被应用于重金属污染土壤和水体的修复治理,然而二氧化硅本身仅具备吸附能力,不具备钝化重金属离子的能力。本文通过以纳米二氧化硅为载体,表面接枝含有钝化基团的有机化合物,合成了巯基改性的纳米SiO2(RNS-SH)、巯基亚铁改性的纳米SiO2(RNS-SF)及巯基/乙二胺改性的纳米SiO2(RNS-SE),在纳米二氧化硅大比表面积和孔结构的基础上提高了材料对重金属的吸附-钝化能力。本文主要内容及研究结果如下:1.巯基亚铁改性纳米SiO2的制备及其稳定性研究通过透射电镜和扫描电镜表征了所制备巯基亚铁改性的纳米二氧化硅修复剂RNS-SF的形貌,并测定了灼烧减量、比表面积、表...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 重金属污染物
    1.2 重金属污染土壤治理技术
        1.2.1 物理修复技术
        1.2.2 生物修复技术
        1.2.3 化学修复技术
    1.3 纳米二氧化硅的制备与改性方法
    1.4 选题依据及主要研究内容
        1.4.1 选题依据
        1.4.2 主要研究内容
第二章 巯基亚铁改性纳米SiO₂的制备及其稳定性研究
    2.1 实验部分
        2.1.1 实验试剂与仪器
        2.1.2 土壤样品的采集与制备
        2.1.3 巯基亚铁改性纳米SiO₂的制备
        2.1.4 修复剂的测试方法及表征
        2.1.5 修复剂的稳定性考察
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 巯基亚铁改性纳米SiO2的结构设计
        2.2.2 巯基亚铁改性纳米SiO₂修复剂的表征
        2.2.3 Fe²⁺引入前后修复剂的稳定性
    2.3 本章小结
第三章纳米钝化剂RNS-SF对污染土壤中重金属铅、镉、砷的钝化性能及作用原理
    3.1 实验部分
        3.1.1 实验试剂与仪器
        3.1.2 实验方法
    3.2 修复剂对土壤中铅、镉的钝化作用
        3.2.1 修复剂对铅、镉的钝化性能
        3.2.2 修复前后土壤中铅、镉的形态分析
        3.2.3 修复剂与铅、镉的结合方式
        3.2.4 酸碱溶液浸提对铅、镉钝化产物的影响
    3.3 修复剂对土壤中砷的钝化作用
        3.3.1 修复剂对砷的钝化性能
        3.3.2 修复前后土壤中砷的形态分析
        3.3.3 修复剂与砷的结合方式
        3.3.4 酸碱溶液浸提对砷钝化产物的影响
    3.4 本章小结
第四章 巯基/胺基共改性纳米SiO₂的制备及其对污染土壤重中金属的钝化作用
    4.1 实验部分
        4.1.1 实验试剂与仪器
        4.1.2 巯基/胺基共改性纳米SiO₂的制备
        4.1.3 土样前期处理及浸提液配制
        4.1.4 多种修复剂的设计、调控
        4.1.5 修复剂的表征
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 巯基/胺基共改性纳米SiO₂修复剂的结构分析
        4.2.2 巯基/胺基共改性纳米SiO₂的设计机理
        4.2.3 巯基/胺基共改性纳米SiO₂对重金属的钝化性能
        4.2.4 修复前后土壤中铅、镉的形态分析
    4.3 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 问题与展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文目录
致谢



本文编号：4055940