作为人类重要的水资源,地下水环境面临着日益严重的污染。在我国,地下水环境的污染面积、污染程度和污染物的种类正不断扩大。三氯乙烯等有机卤化物是一类毒性强、难生物降解的环境污染物,传统处理技术存在着降解不完全、效率低等不足。纳米技术的发展给污染物的处理带来了一种新的颇具潜力的方法。纳米铁材料具有粒径小(1～100nm),比表面积大,表面活性高等特点,能够去除水中有机物、重金属和硝酸盐等多种污染物,并可直接注入含水层实现原位修复,因而成为地下水修复领域的研究热点。 目前,纳米铁在地下水环境的原位修复应用中还存在一些问题,如纳米粒子微小的尺寸和极高的表面能吏其在水体中易于团聚,难分散；传统方式制备的纳米铁颗粒稳定性差,易失活；亲水性纳米铁与疏水性的DNAPL(densennonaqoueous phase liquid)类有机氯代烃分子难于接触而反应。针对这些问题,近几年来随着纳米铁制备技术的进步,纳米铁液相法制备技术也经历了普通液相法,微乳液法和纳米铁表面修饰等不断改进的阶段。本论文结合国家自然科学基金“乳化碳载纳米铁原位修复地下水中有机氯代烃研究”的部分内容,进行不同方法制备纳米铁之间的相互比较,获得了性质稳定,对TCE有较高去除率的纳米铁制备技术；并考察其对。TCE还原脱氯性能的影响；探讨了脱氯反应的动力学和反应机理。论文的主要研究内容分为以下三部分： 1.采用普通液相法,微乳液法,微乳包覆法制备出纳米级别的Fe0。考察了这三种方法制备的纳米铁粒子在空气中的稳定性,以及对TCE的脱氯效率,得出如下结论： (1)微乳包覆法与普通液相法,微乳液法制备的纳米铁相比具有更好的稳定性,能在空气中稳定的存在一周,而普通液相法,微乳液法制备的纳米铁在空气中迅速自燃。 (2)微乳包覆法制备纳米铁与普通液相法,微乳液法制备纳米铁相比,对TCE的去除效率相差不大,在反应700h后,TCE的去除率都超过了90％。但微乳包覆法制备纳米铁更稳定,而且包覆材料具有无二次污染、抗氧化、稳定、对氯代有机污染物选择性好的特点,具有广阔的应用前景。 2.论文选用微乳包覆法制备的纳米铁,对其去除水样中的TCE进行了研究,探讨了溶液初始pH,体系分散强度,纳米铁加入剂量,TCE初始浓度,氧对纳米铁去除TCE的影响等因素,并且用实际地下水样进行了模拟。主要结论有： (1)微乳包覆型纳米铁由于其表面有一层PMMA聚合物包覆层,能很好的保护纳米铁对pH的急剧变化,对pH适用性比较广泛。因此反应体系的pH改变对TCE的去除效率影响不大。 (2)分散强度对TCE去除效率有很大影响,一定强度的振荡可达到较好的分散效果,促使反应的进行,振荡强度越大(转速越高)反应速率越快。 (3)对于相同浓度的TCE溶液,纳米铁加入量增加,反应速率加快；纳米铁量一定时(175 mg·L-1),浓度为5～10 mg·L-1的TCE去除效果最好。 (4)在空气中放置一段时间(2天)的纳米铁,其较强的供电子能力仍可以还原TCE;包覆后的纳米铁不易氧化失活,在85天后仍对TCE有较高的脱氯性能。 (5)用包覆型纳米铁材料处理模拟实际地下水时,达到了较好的效果,干扰离子影响水样的降解速率变慢。 3.采用准一级反应动力学模型研究了包覆型纳米铁还原TCE的反应动力学,探讨了包覆型纳米铁材料对TCE的脱氯还原机理。得出如下结论： (1)TCE在不同pH值下的还原符合准一级反应动力学规律,pH值对TCE还原速率的影响不显著；在不同纳米铁质量浓度下的还原符合准一级反应动力学,且kobs与纳米铁质量浓度成正比。 (2)TCE的降解产物主要为乙烯、乙烷,同时还有其他少量的含氯产物,如二氯乙烯和氯乙烯,包覆型纳米铁对TCE进行还原后的腐蚀产物为Fe3O4。