• 综述 •
张锦辉, 张晋华, 梁继伟, 顾凯丽, 姚文婧, 李锦祥. 零价铁去除水中(类)金属(含氧)离子技术发展的黄金十年(2011-2021)[J]. 化学进展, 2022, 34(5): 1218-1228.
Jinhui Zhang, Jinhua Zhang, Jiwei Liang, Kaili Gu, Wenjing Yao, Jinxiang Li. Progress in Zerovalent Iron Technology for Water Treatment of Metal(loid) (oxyan) Ions: A Golden Decade from 2011 to 2021[J]. Progress in Chemistry, 2022, 34(5): 1218-1228.
应用零价铁(ZVI)去除水中(类)金属(含氧)离子是近年来研究的热点。在ZVI除污染过程中,同步提升ZVI除污的反应活性与电子效率对该技术进一步推广应用至关重要。本文综述了近十年(2011-2021年)ZVI的提升技术,主要涉及硫化、外加弱磁场、投加Fe2+、投加氧化剂以及其他新型技术。从不同体系广谱研究以及单一体系具体研究的角度,系统分析了这些技术对ZVI去除含氧水体中(类)金属(含氧)离子的反应活性、去除容量、电子效率的提升表现及作用机制。最后,对ZVI技术未来的研究方向作出了展望,以期促进ZVI技术的进一步完善与发展。本文有望为增强零价铁去除污染物的实际效能提供新的探索方向并完备相关理论基础。
分享此文:
[1] |
Gillham R W, O’Hannesin S F. Ground Water, 1994, 32(6): 958.
doi: 10.1111/j.1745-6584.1994.tb00935.x URL |
[2] |
Matheson L J, Tratnyek P G. Environ. Sci. Technol., 1994, 28(12): 2045.
doi: 10.1021/es00061a012 pmid: 22191743 |
[3] |
Wang S C, Song Y D, Sun Y K. Progress in Chemistry, 2019, 31(2/3): 422.
|
(王舒畅, 宋亚丹, 孙远奎. 化学进展, 2019, 31(2/3): 422.)
doi: 10.7536/PC180726 |
|
[4] |
Yang S Y, Zheng D, Chang S Y, Shi C. Prog. Chem., 2016, 28(5): 754.
|
(杨世迎, 郑迪, 常书雅, 石超. 化学进展, 2016, 28(5): 754.)
doi: 10.7536/PC151047 |
|
[5] |
Qiu X H, Fang Z Q. Progress in Chemistry, 2010, 22(2/3): 291.
|
(邱心泓, 方战强. 化学进展, 2010, 22(2/3): 291.)
|
|
[6] |
Agrawal A, Tratnyek P G. Environ. Sci. Technol., 1996, 30(1): 153.
doi: 10.1021/es950211h URL |
[7] |
Zhang J H, Cheng Z Y, Yang X G, Luo J Q, Li H Z, Chen H M, Zhang Q, Li J X. Chem. Eng. J., 2020, 393: 124779.
doi: 10.1016/j.cej.2020.124779 URL |
[8] |
Wang S C, Song Y D, Sun Y K. Environ. Technol. Innov., 2018, 11: 339.
doi: 10.1016/j.eti.2018.06.014 URL |
[9] |
Morales J, Hutcheson R, Cheng I F. J. Hazard. Mater., 2002, 90(1): 97.
pmid: 11777595 |
[10] |
Guo X J, Yang Z, Dong H Y, Guan X H, Ren Q D, Lv X, Jin X. Water Res., 2016, 88: 671.
doi: 10.1016/j.watres.2015.10.045 URL |
[11] |
Liang L P, Guan X H, Shi Z, Li J L, Wu Y N, Tratnyek P G. Environ. Sci. Technol., 2014, 48(11): 6326.
doi: 10.1021/es500958b URL |
[12] |
Feng P, Guan X H, Sun Y K, Choi W, Qin H J, Wang J M, Qiao J L, Li L N. J. Environ. Sci., 2015, 31: 175.
doi: 10.1016/j.jes.2014.10.017 URL |
[13] |
Liang L P, Sun W, Guan X H, Huang Y Y, Choi W, Bao H L, Li L N, Jiang Z. Water Res., 2014, 49: 371.
doi: 10.1016/j.watres.2013.10.026 URL |
[14] |
Li J X, Qin H J, Guan X H. Environ. Sci. Technol., 2015, 49(24): 14401.
doi: 10.1021/acs.est.5b04215 URL |
[15] |
Huang S S, Xu C H, Shao Q Q, Wang Y H, Zhang B L, Gao B Y, Zhou W Z, Tratnyek P G. Chem. Eng. J., 2018, 338: 539.
doi: 10.1016/j.cej.2018.01.033 URL |
[16] |
Yang K L, Zhou J S, Lv D, Sun Y, Lou Z M, Xu X H. Progress in Chemistry, 2017, 29(11): 1407.
|
(杨昆仑, 周家盛, 吕丹, 孙悦, 楼子墨, 徐新华. 化学进展, 2017, 29(11): 1407.)
doi: 10.7536/PC170634 |
|
[17] |
Tang J, Tang L, Feng H P, Dong H R, Zhang Y, Liu S S, Zeng G M. Acta Chimica Sin., 2017, 75(6): 575.
|
(汤晶, 汤琳, 冯浩朋, 董浩然, 章毅, 刘思诗, 曾光明. 化学学报, 2017, 75(6): 575.)
doi: 10.6023/A17020045 |
|
[18] |
Noubactep C. Environ. Technol., 2008, 29(8): 909.
doi: 10.1080/09593330802131602 pmid: 18724646 |
[19] |
Li J X, Dou X M, Qin H J, Sun Y K, Yin D Q, Guan X H. Water Res., 2019, 148: 70.
doi: 10.1016/j.watres.2018.10.025 URL |
[20] |
Guan X H, Sun Y K, Qin H J, Li J X, Lo I M C, He D, Dong H R. Water Res., 2015, 75: 224.
doi: 10.1016/j.watres.2015.02.034 URL |
[21] |
Gu K L, Li H Z, Zhang J H, Li J X. Progress in Chemistry, 2021, 33 (10): 1812.
|
(顾凯丽, 李浩贞, 张晋华, 李锦祥. 化学进展, 2021, 33 (10): 1812.)
|
|
[22] |
Li J X, Qin H J, Zhang X Y, Guan X H. Acta Chimica Sinica, 2017, 75(6): 544.
doi: 10.6023/A17010007 URL |
(李锦祥, 秦荷杰, 张雪莹, 关小红. 化学学报, 2017, 75(6): 544.)
doi: 10.6023/A17010007 |
|
[23] |
Liu Y Q, Phenrat T, Lowry G V. Environ. Sci. Technol., 2007, 41(22): 7881.
doi: 10.1021/es0711967 URL |
[24] |
Liu H, Wang Q, Wang C, Li X Z. Chem. Eng. J., 2013, 215-216: 90.
|
[25] |
Liu Y Q, Majetich S A, Tilton R D, Sholl D S, Lowry G V. Environ. Sci. Technol., 2005, 39(5): 1338.
doi: 10.1021/es049195r URL |
[26] |
Xin J, Tang F L, Yan J, La C H, Zheng X L, Liu W. Sci. Total. Environ., 2018, 626: 638.
doi: 10.1016/j.scitotenv.2018.01.115 URL |
[27] |
Kadar E, Tarran G A, Jha A N, Al-Subiai S N. Environ. Sci. Technol., 2011, 45(8): 3245.
doi: 10.1021/es1029848 URL |
[28] |
Henn K W, Waddill D W. Remediat. J., 2006, 16(2): 57.
|
[29] |
Huang Y H, Zhang T C. Water Res., 2005, 39(9): 1751.
pmid: 15899273 |
[30] |
Wang Y L, Lin D H. Progress in Chemistry, 2017, 29(9): 1072.
|
(王艳龙, 林道辉. 化学进展, 2017, 29(9): 1072.)
doi: 10.7536/PC170526 |
|
[31] |
Tang S, Wang X M, Mao Y Q, Zhao Y, Yang H W, Xie Y F. Water Res., 2015, 73: 342.
doi: 10.1016/j.watres.2015.01.027 URL |
[32] |
Sun Y K, Li J X, Huang T L, Guan X H. Water Res., 2016, 100: 277.
doi: 10.1016/j.watres.2016.05.031 URL |
[33] |
Flury B, Frommer J, Eggenberger U, Mäder U, Nachtegaal M, Kretzschmar R. Environ. Sci. Technol., 2009, 43(17): 6786.
doi: 10.1021/es803526g URL |
[34] |
Qin H J, Li J X, Yang H Y, Pan B C, Zhang W M, Guan X H. Environ. Sci. Technol., 2017, 51(9): 5090.
doi: 10.1021/acs.est.6b04832 URL |
[35] |
Fan S F, Xin J, Huang J Y, Rong W L, Zheng X L. Progress in Chemistry, 2018, 30(7): 1035.
|
(范淑芬, 辛佳, 黄静怡, 荣伟莉, 郑西来. 化学进展, 2018, 30(7): 1035.)
doi: 10.7536/PC171106 |
|
[36] |
Tang F L, Xin J, Zheng T Y, Zheng X L, Yang X P, Kolditz O. Chem. Eng. J., 2017, 324: 324.
doi: 10.1016/j.cej.2017.04.144 URL |
[37] |
Yang S Y, Ren T F, Zhang Y X, Zheng D, Xin J. Progress in Chemistry, 2017, 29(4): 388.
|
(杨世迎, 任腾飞, 张艺萱, 郑迪, 辛佳. 化学进展, 2017, 29(4): 388.)
doi: 10.7536/PC170133 |
|
[38] |
Lipczynska-Kochany E, Harms S, Milburn R, Sprah G, Nadarajah N. Chemosphere, 1994, 29(7): 1477.
pmid: 22454977 |
[39] |
Kim E J, Kim J H, Azad A M, Chang Y S. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2011, 3(5): 1457.
doi: 10.1021/am200016v URL |
[40] |
Fan D M, Lan Y, Tratnyek P G, Johnson R L, Filip J, O’Carroll D M, Nunez Garcia A, Agrawal A. Environ. Sci. Technol., 2017, 51(22): 13070.
doi: 10.1021/acs.est.7b04177 URL |
[41] |
Gu Y W, Gong L, Qi J L, Cai S C, Tu W X, He F. Water Res., 2019, 159: 233.
doi: 10.1016/j.watres.2019.04.061 URL |
[42] |
Wang Y H, Shao Q Q, Huang S S, Zhang B L, Xu C H. J. Clean Prod., 2018, 191: 436.
doi: 10.1016/j.jclepro.2018.04.217 URL |
[43] |
Li J X, Zhang X Y, Liu M C, Pan B C, Zhang W M, Shi Z, Guan X H. Environ. Sci. Technol., 2018, 52(5): 2988.
doi: 10.1021/acs.est.7b06502 URL |
[44] |
Qiao J L, Song Y D, Sun Y K, Guan X H. Chem. Eng. J., 2018, 353: 246.
doi: 10.1016/j.cej.2018.07.113 URL |
[45] |
Xu C H, Zhang B L, Zhu L J, Lin S, Sun X P, Jiang Z, Tratnyek P G. Environ. Sci. Technol., 2016, 50(3): 1483.
doi: 10.1021/acs.est.5b05360 URL |
[46] |
Li H Z, Zhang J H, Gu K L, Li J X. J. Hazard. Mater., 2021, 409: 124498.
doi: 10.1016/j.jhazmat.2020.124498 URL |
[47] |
Fan P, Sun Y K, Zhou B X, Guan X H. Environ. Sci. Technol., 2019, 53(24): 14577.
doi: 10.1021/acs.est.9b04956 URL |
[48] |
Fan P, Li L N, Sun Y K, Qiao J L, Xu C H, Guan X H. Water Res., 2019, 159: 375.
doi: 10.1016/j.watres.2019.05.037 URL |
[49] |
Xu H Y, Sun Y K, Li J X, Li F M, Guan X H. Environ. Sci. Technol., 2016, 50(15): 8214.
doi: 10.1021/acs.est.6b01763 URL |
[50] |
Li J L, Bao H L, Xiong X M, Sun Y K, Guan X H. Sep. Purif. Technol., 2015, 151: 276.
doi: 10.1016/j.seppur.2015.07.056 URL |
[51] |
Li J X, Sun Y K, Zhang X Y, Guan X H. J. Hazard. Mater., 2020, 400: 123330.
doi: 10.1016/j.jhazmat.2020.123330 URL |
[52] |
Li J X, Shi Z, Ma B, Zhang P P, Jiang X, Xiao Z J, Guan X H. Environ. Sci. Technol., 2015, 49(17): 10581.
doi: 10.1021/acs.est.5b02699 URL |
[53] |
Gu Y W, Wang B B, He F, Bradley M J, Tratnyek P G. Environ. Sci. Technol., 2017, 51(21): 12653.
doi: 10.1021/acs.est.7b03604 URL |
[54] |
Wu Y, Wang Y, Qiu R L, Yang X. Prog. Chem., 2018, 30(4): 420.
doi: 10.7536/PC170745 |
(吴洋, 王玉, 仇荣亮, 杨欣. 化学进展, 2018, 30(4): 420.)
doi: 10.7536/PC170745 |
|
[55] |
Huang Y H, Tang C L, Zeng H. Chem. Eng. J., 2012, 200-202: 257.
|
[56] |
Yoon I H, Kim K W, Bang S, Kim M G. Appl. Catal. B: Environ., 2011, 104(1/2): 185.
doi: 10.1016/j.apcatb.2011.02.014 URL |
[57] |
Tang C L, Huang Y H, Zeng H, Zhang Z Q. Water Res., 2014, 67: 166.
doi: 10.1016/j.watres.2014.09.016 URL |
[58] |
Tang C L, Huang Y H, Zeng H, Zhang Z Q. Chem. Eng. J., 2014, 244: 97.
doi: 10.1016/j.cej.2014.01.059 URL |
[59] |
Doong R A, Lai Y L. Chemosphere, 2006, 64(3): 371.
doi: 10.1016/j.chemosphere.2005.12.038 URL |
[60] |
Liu T X, Li X M, Waite T D. Environ. Sci. Technol., 2013, 47(23): 13712.
doi: 10.1021/es403709v URL |
[61] |
Liu T X, Li X M, Waite T D. Environ. Sci. Technol., 2013, 47(13): 7350.
doi: 10.1021/es400362w URL |
[62] |
Liu T X, Li X M, Waite T D. Environ. Sci. Technol., 2014, 48(24): 14564.
doi: 10.1021/es503777a URL |
[63] |
Sun Y K, Guan X H, Wang J M, Meng X G, Xu C H, Zhou G M. Environ. Sci. Technol., 2014, 48(12): 6850.
doi: 10.1021/es5003956 URL |
[64] |
Jiang X, Qiao J L, Lo I M C, Wang L, Guan X H, Lu Z P, Zhou G M, Xu C H. J. Hazard. Mater., 2015, 283: 880.
doi: 10.1016/j.jhazmat.2014.10.044 pmid: 25464332 |
[65] |
Aziz F, Pandey P, Chandra M, Khare A, Rana D S, Mavani K R. J. Magn. Magn. Mater., 2014, 356: 98.
doi: 10.1016/j.jmmm.2013.12.037 URL |
[66] |
Li X, Zhou M H, Pan Y W, Xu L T. Chem. Eng. J., 2017, 307: 1092.
doi: 10.1016/j.cej.2016.08.140 URL |
[67] |
Guo X J, Yang Z, Liu H, Lv X, Tu Q S, Ren Q D, Xia X H, Jing C Y. Sep. Purif. Technol., 2015, 146: 227.
doi: 10.1016/j.seppur.2015.03.059 URL |
[68] |
Hu Y, Peng X, Ai Z H, Jia F L, Zhang L Z. Environ. Sci. Technol., 2019, 53(14): 8333.
doi: 10.1021/acs.est.9b01999 URL |
[69] |
Li M Q, Mu Y, Shang H, Mao C L, Cao S Y, Ai Z H, Zhang L Z. Appl. Catal. B: Environ., 2020, 263: 118364.
doi: 10.1016/j.apcatb.2019.118364 URL |
[70] |
Li M Q, Shang H, Li H, Hong Y F, Ling C C, Wei K, Zhou B, Mao C L, Ai Z H, Zhang L Z. Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60(31): 17115.
doi: 10.1002/anie.202104586 URL |
[71] |
Ling J F, Qiao J L, Song Y D, Sun Y K. Chem. Eng. J., 2019, 378: 122124.
doi: 10.1016/j.cej.2019.122124 URL |
[72] |
Rajajayavel S R C, Ghoshal S. Water Res., 2015, 78: 144.
doi: 10.1016/j.watres.2015.04.009 pmid: 25935369 |
[73] |
Fan D M, O’Brien Johnson G, Tratnyek P G, Johnson R L. Environ. Sci. Technol., 2016, 50(17): 9558.
doi: 10.1021/acs.est.6b02170 URL |
[74] |
Kim D H, Kim J, Choi W. J. Hazard. Mater., 2011, 192(2): 928.
doi: 10.1016/j.jhazmat.2011.05.075 URL |
[75] |
Hug S J, Leupin O. Environ. Sci. Technol., 2003, 37(12): 2734.
doi: 10.1021/es026208x URL |
[76] |
Hug S J, Canonica L, Wegelin M, Gechter D, von Gunten U. Environ. Sci. Technol., 2001, 35(10): 2114.
pmid: 11393995 |
[77] |
Ullah S, Guo X J, Luo X Y, Zhang X Y, Leng S W, Ma N, Faiz P. Front. Environ. Sci. Eng., 2020, 14(5): 1.
doi: 10.1007/s11783-019-1180-x URL |
[78] |
Li Y M, Guo X J, Dong H Y, Luo X Y, Guan X H, Zhang X Y, Xia X H. Chem. Eng. J., 2018, 345: 432.
doi: 10.1016/j.cej.2018.03.187 URL |
[79] |
Yang Z, Shan C, Zhang W M, Jiang Z, Guan X H, Pan B C. Water Res., 2016, 106: 461.
doi: S0043-1354(16)30782-5 pmid: 27764696 |
[80] |
Li J X, Qin H J, Zhang W X, Shi Z, Zhao D Y, Guan X H. Sep. Purif. Technol., 2017, 176: 40.
doi: 10.1016/j.seppur.2016.11.075 URL |
[81] |
Sun Y K, Hu Y H, Huang T L, Li J X, Qin H J, Guan X H. Environ. Sci. Technol., 2017, 51(7): 3742.
doi: 10.1021/acs.est.6b06117 URL |
[1] | 杨世迎, 范丹阳, 保晓娟, 傅培瑶. 碳材料修饰零价铝的作用机制[J]. 化学进展, 2022, 34(5): 1203-1217. |
[2] | 李美蓉, 唐晨柳, 张伟贤, 凌岚. 纳米零价铁去除水体中砷的效能与机理[J]. 化学进展, 2022, 34(4): 846-856. |
[3] | 徐妍, 苑春刚. 纳米零价铁复合材料制备、稳定方法及其水处理应用[J]. 化学进展, 2022, 34(3): 717-742. |
[4] | 高耕, 张克宇, 王倩雯, 张利波, 崔丁方, 姚耀春. 金属草酸盐基负极材料——离子电池储能材料的新选择[J]. 化学进展, 2022, 34(2): 434-446. |
[5] | 谢勇, 韩明杰, 徐钰豪, 熊晨雨, 王日, 夏善红. 荧光内滤效应在环境检测领域的应用[J]. 化学进展, 2021, 33(8): 1450-1460. |
[6] | 于帅兵, 王召璐, 庞绪良, 王蕾, 李连之, 林英武. 多肽基金属离子传感器[J]. 化学进展, 2021, 33(3): 380-393. |
[7] | 刘园园, 郭芸, 罗晓刚, 刘根炎, 孙琦. 近红外荧光探针检测金属离子、小分子和生物大分子[J]. 化学进展, 2021, 33(2): 199-215. |
[8] | 吴金柯, 王建军, 戴礼兴, 孙东豪, 陈嘉嘉. 金属配位聚氨酯[J]. 化学进展, 2021, 33(12): 2188-2202. |
[9] | 刘志超, 穆洪亮, 李艳, 冯柳, 王东, 温广武. 金属-有机框架材料衍生转换型负极在碱金属离子电池中的应用[J]. 化学进展, 2021, 33(11): 2002-2023. |
[10] | 顾凯丽, 李浩贞, 张晋华, 李锦祥. 硫化零价铁去除水中污染物的效能及交互机制[J]. 化学进展, 2021, 33(10): 1812-1822. |
[11] | 谭远铭, 孟皓, 张霞. 功能化MOFs及MOFs/聚合物复合膜在有机染料和重金属离子吸附分离中的应用[J]. 化学进展, 2019, 31(7): 980-995. |
[12] | 王舒畅, 宋亚丹, 孙远奎. 碳基材料修饰零价铁去除污染物的效能与机理[J]. 化学进展, 2019, 31(2/3): 422-432. |
[13] | 郑亚楠, 王丹. 金属调控蛋白的结构、性质及应用[J]. 化学进展, 2019, 31(10): 1372-1383. |
[14] | 范淑芬, 辛佳, 黄静怡, 荣伟莉, 郑西来. 基于零价铁的地下水化学还原修复体系中的电子转移有效性和电子竞争机制[J]. 化学进展, 2018, 30(7): 1035-1046. |
[15] | 吴洋, 王玉, 仇荣亮, 杨欣. 应用零价铁基材料还原和催化氧化降解多溴联苯醚[J]. 化学进展, 2018, 30(4): 420-428. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||