Nanoscale zero-valent iron (NZVI) w

Nanoscale zero-valent iron (NZVI) was synthesized and tested for the removal of As(III), which is a highly toxic, mobile, and predominant arsenic species in anoxic groundwater. We used SEM-EDX, AFM, and XRD to characterize particle size, surface morphology, and corrosion layers formed on pristine NZVI and As(III)-treated NZVI. AFM results showed that particle size ranged from 1 to 120 nm. XRD and SEM results revealed that NZVI gradually converted to magnetite/maghemite corrosion products mixed with lepidocrocite over 60 d. Arsenic(III) adsorption kinetics were rapid and occurred on a scale of minutes following a pseudo-first-order rate expression with observed reaction rate constants (kobs) of 0.07−1.3 min-1 (at varied NZVI concentration). These values are about 1000× higher than kobs literature values for As(III) adsorption on micron size ZVI. Batch experiments were performed to determine the feasibility of NZVI as an adsorbent for As(III) treatment in groundwater as affected by initial As(III) concentration and pH (pH 3−12). The maximum As(III) adsorption capacity in batch experiments calculated by Freundlich adsorption isotherm was 3.5 mg of As(III)/g of NZVI. Laser light scattering (electrophoretic mobility measurement) confirmed NZVI−As(III) inner-sphere surface complexation. The effects of competing anions showed HCO3-, H4SiO40, and H2PO42- are potential interferences in the As(III) adsorption reaction. Our results suggest that NZVI is a suitable candidate for both in-situ and ex-situ groundwater treatment due to its high reactivity.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

Nanoscale valent ศูนย์เหล็ก (NZVI) สังเคราะห์ และทดสอบสำหรับการเอาออกของ As(III) ซึ่งเป็นชนิดวเวศพิษ มือถือ และสูงกันในน้ำบาดาล anoxic เราใช้เรื่อง AFM และ XRD เพื่อกำหนดลักษณะขนาดอนุภาค สัณฐานวิทยาผิว และกัดกร่อนชั้นเกิดขึ้นเก่าแก่ NZVI และ NZVI ที่ถือว่าเป็น III AFM ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่า ขนาดอนุภาคอยู่ในช่วงตั้งแต่ 1 ถึง 120 nm ผล XRD และ SEM เปิดเผยว่า ค่อย ๆ แปลงเป็นผลิตภัณฑ์การกัดกร่อน magnetite/maghemite ผสมกับ lepidocrocite มากกว่า 60 d. Arsenic(III) ดูดซับจลนพลศาสตร์ NZVI ได้อย่างรวดเร็ว และเกิดขึ้นในนาทีต่อนิพจน์ pseudo-first-สั่งอัตรา มีค่าคงที่อัตราปฏิกิริยาสังเกต (kobs) 1 นาที 0.07−1.3 (ที่ความเข้มข้น NZVI แตกต่างกัน) ค่าเหล่านี้จะสูงกว่าค่าประกอบการ kobs As(III) ดูดซับไมครอนขนาด ZVI ประมาณ 1000 ราย ชุดทดลองได้ดำเนินการตรวจสอบความเป็นไปได้ของ NZVI เป็นตัว adsorbent การรักษา As(III) ในน้ำบาดาลได้รับผลจากความเข้มข้นเริ่มต้นของ As(III) และค่า pH (pH 3−12) ความจุการดูดซับ As(III) สูงสุดในชุดทดลองคำนวณ โดย Freundlich isotherm ดูดซับที่เป็น (III) /g ของ NZVI 3.5 มก. แสงเลเซอร์ไปกระทบที่ (เคลื่อนที่ด้วยวัด) ยืนยัน complexation พื้นผิวทรงกลมภายใน NZVI−As(III) ผลของการแข่งขัน anions พบ HCO3- H4SiO40 และ H2PO42 มี interferences ที่อาจเกิดขึ้นในปฏิกิริยาดูดซับ As(III) ผลของเราแนะนำว่า NZVI ผู้สมัครที่เหมาะสมสำหรับการบำบัดน้ำบาดาลในการวิเคราะห์และการวิเคราะห์อดีตเนื่องจากการเกิดปฏิกิริยาสูง

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

นาโนเหล็กศูนย์ Valent (NZVI) ถ​​ูกสังเคราะห์และทดสอบสำหรับการกำจัดที่ ณ (III) ซึ่งเป็นพิษสูงโทรศัพท์มือถือและสายพันธุ์เด่นสารหนูในน้ำบาดาลซิก เราใช้ SEM-EDX, AFM และ XRD ลักษณะขนาดอนุภาค, การเปลี่ยนรูปร่างพื้นผิวและชั้นกัดกร่อนบน NZVI เก่าแก่และในฐานะที่เป็น (III) -treated NZVI ผล AFM แสดงให้เห็นว่าขนาดอนุภาคอยู่ระหว่าง 1-120 นาโนเมตร XRD และผล SEM เปิดเผยว่า NZVI ค่อยแปลงเป็น magnetite / ผลิตภัณฑ์กัดกร่อน maghemite ผสมกับ lepidocrocite กว่า 60 วัน สารหนู (III) จลนพลศาสตร์การดูดซับได้อย่างรวดเร็วและเกิดขึ้นในระดับนาทีต่อไปนี้การแสดงออกอัตราหลอกลำดับแรกที่มีค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาสังเกต (Kobs) ของ 0.07-1.3 นาที-1 (ที่มีความเข้มข้นแตกต่างกัน NZVI) ค่าเหล่านี้จะประมาณ 1000 ×สูงกว่าค่า Kobs วรรณกรรมสำหรับ As (III) การดูดซับกับขนาดไมครอน ZVI การทดลองรุ่นที่ได้ดำเนินการเพื่อตรวจสอบความเป็นไปได้ของ NZVI เป็นตัวดูดซับสำหรับ As (III) การรักษาในน้ำบาดาลเป็นผลกระทบจากการเริ่มต้นในขณะที่ (III) ความเข้มข้นและความเป็นกรดด่าง (pH 3-12) ในฐานะที่เป็นสูงสุด (III) การดูดซับในการทดลองชุดคำนวณโดย Freundlich ปริมาณซีโอไลต์เป็น 3.5 มก. ณ (III) / กรัมของ NZVI เลเซอร์กระเจิงแสง (วัดความคล่องตัว electrophoretic) ยืนยัน NZVI-AS (III) เชิงซ้อนผิวด้านในทรงกลม ผลกระทบของการแข่งขันแสดงให้เห็นว่าแอนไอออน HCO3-, H4SiO40 และ H2PO42- จะรบกวนที่อาจเกิดขึ้นในขณะที่ (III) ปฏิกิริยาการดูดซับ ผลของเราแสดงให้เห็นว่า NZVI เป็นผู้สมัครที่เหมาะสำหรับทั้งในแหล่งกำเนิดและอดีตแหล่งกำเนิดรักษาดินเนื่องจากการเกิดปฏิกิริยาสูง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

นาโนสเกลศูนย์วาเลนท์เหล็ก ( nzvi ) ถูกสังเคราะห์และทดสอบสำหรับการเป็น ( III ) ซึ่งเป็นสารพิษ , โทรศัพท์มือถือมากและเด่นชนิดสารหนูในชลศาสตร์ของน้ำใต้ดิน เราใช้ sem-edx AFM , XRD , และลักษณะขนาดของอนุภาคพื้นผิว และการกัดกร่อนที่เกิดขึ้นบนชั้น nzvi เก่าแก่และ ( iii ) การรักษา nzvi . พบว่าขนาดอนุภาค AFM มีค่าตั้งแต่ 1 ถึง 120 นาโนเมตรผล XRD และ SEM พบว่า nzvi ค่อยๆเปลี่ยนเป็นแม่เหล็ก / แมกฮีไมต์ผลิตภัณฑ์การกัดกร่อนที่ผสมกับเลพิโดโครไซต์ 60 D อาร์เซนิก ( III ) การดูดซับจลนพลศาสตร์เป็นอย่างรวดเร็วและเกิดขึ้นในระดับนาทีต่อไปนี้เทียมเพื่อการแสดงออกด้วยอัตราแรกและค่าคงที่อัตราของปฏิกิริยา ( kobs ) 0.07 − 1.3 min-1 ( ที่ความเข้มข้น nzvi หลากหลาย )ค่าเหล่านี้มีประมาณ 1000 ×สูงกว่าค่า kobs วรรณกรรม ( iii ) การดูดซับบนขนาดไมครอน zvi . ชุดการทดลองได้ทำการศึกษาความเป็นไปได้ของ nzvi เป็นสารดูดซับ ( iii ) การรักษาในน้ำใต้ดินที่ได้รับผลกระทบ โดยเริ่มต้นเป็น ( III ) ความเข้มข้นและพีเอช ( pH 3 − 12 )สูงสุดเป็น ( III ) ในการทดลองแบบแบตช์ คำนวณโดยการดูดซับไอโซเทอมการดูดซับซึ่งเป็น 3.5 มิลลิกรัม ( 3 ) / กรัม nzvi . เลเซอร์แสงกระจาย ( การวัดการเคลื่อนไหว electrophoretic ) ยืนยัน nzvi − ( iii ) การภายในทรงกลม พื้นผิว ผลของการแข่งขันแอนแสดง hco3 - , h4sio40 และ h2po42 - ศักยภาพการรบเป็น ( III ) ปฏิกิริยาการดูดซับจากผลการศึกษานี้ nzvi เป็นผู้สมัครที่เหมาะสมสำหรับทั้งสองและการรักษาน้ำใต้ดินควบคู่แหล่งกำเนิดอดีตเนื่องจากประสิทธิภาพสูงของ