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随着工农业生产的发展,水体中的硒污染现象越来越普遍。能将含硒量高的废水进行资源化再利用对缓解目前面临的水资源短缺问题具有重要的现实意义。在生物质热解过程中加入过渡金属离子(如铁、镍等)可提高生物燃料的品质。而且过程中可产生生物炭与金属纳米离子的复合物。通过这种一步热解合成的方法制备生物炭包覆的纳米零价铁用于环境修复具有巨大的应用潜力。研究中通过在低氧条件下高温热解Fe(Ⅲ)浸渍的木屑粉末,一步合成了生物炭包覆的纳米零价铁(BC-nZVI),通过SEM、TEM和XRD表征发现纳米零价铁被成功包覆于生物炭中,抑制了其在空气中的氧化,其粒径在几十到几百纳米之间。研究首先考察了BC-nZVI在有氧环境中对Se(Ⅳ)的去除能力。研究发现BC-nZVI在高离子强度和较高干扰离子(NO3-和SO42-)浓度时对Se(Ⅳ)的去除也能达到80%左右。通过研究缓冲剂及反应液p H值对BC-nZVI去除Se(Ⅳ)的影响发现,生物炭载体能减缓碱性条件对纳米零价铁活性的抑制作用,使得BC-nZVI在碱性条件下对水中Se(Ⅳ)的去除也能有很好的效果。通过研究EDTA和邻菲罗啉对反应的影响及对反应后材料进行表征发现,BC-nZVI对Se(Ⅳ)的去除是一个吸附与还原相结合的过程。研究然后考察了BC-nZVI在厌氧环境中对Se(Ⅵ)和Se(Ⅳ)的去除能力和机理。研究发现在厌氧环境下,BC-nZVI对Se(Ⅵ)的去除能力稍弱,但总的来说在中性到碱性环境中对Se(Ⅵ)和Se(Ⅳ)都有很好的效果。结合动力学拟合和机理研究发现,Se(Ⅳ)可快速扩散并通过边界层到达BC-nZVI表面(膜扩散),然后被吸附和还原。而Se(Ⅵ)的去除速率被其在边界层内的传质即膜扩散速率所限制,当其穿过边界层到达BC-nZVI的表面,Se(Ⅵ)就能够与表面Fe2+(Fesuf2+)反应而被还原为Se(Ⅳ),然后立即被吸附。