纳米钯/铁双金属体系的制备及其催化还原水中氯代有机物研究

钯/铁双金属体系去除水中氯代有机物是一项颇具前景的修复技术，但针对液相法制备的湿式纳米钯/铁颗粒的有效干燥处理及负载纳米钯/铁颗粒聚偏氟乙烯(PVDF)复合膜的再生问题尚需系统研究。本项目拟分别采用有机溶剂置换法和表面活化处理的理论及方法，旨在获得减小纳米钯/铁双金属颗粒的硬团聚、增大颗粒的比表面积、防止制备过程中颗粒的氧化、延长其干燥状态下的保存时间的方法，制备出团聚度低、反应活性高的干燥状态下的纳米钯/铁双金属颗粒，并探讨负载纳米钯/铁颗粒PVDF复合膜的再生技术；确定纳米钯/铁双金属体系(包括纳米钯/铁双金属颗粒和负载纳米钯/铁PVDF复合膜)对氯代有机物催化还原脱氯的最优条件，进一步揭示其对水中氯代有机物的催化还原脱氯机理及动力学规律，为纳米钯/铁双金属体系去除水中氯代有机物理论的发展和实际工程应用提供科学依据。

本项目针对纳米钯/铁双金属体系去除水中氯代有机物修复技术中，纳米颗粒在液相反应体系中团聚现象严重及负载纳米钯/铁颗粒聚偏氟乙烯(PVDF)复合膜的再生问题开展研究。主要研究成果包括：（1）探索出一种减少纳米钯/铁双金属颗粒硬团聚、增加颗粒反应活性的新技术，以有机溶剂置换法对液相法化学合成纳米钯/铁颗粒过程进行改进，在纳米颗粒制备过程中避免架桥羟基的形成，减少纳米颗粒间硬团聚发生；（2）以分散剂对纳米颗粒进行表面修饰，对湿式纳米钯/铁颗粒进行有效改性处理，增加粒子间距离，增大颗粒比表面积，减小颗粒粒径，提高颗粒纯度，增加分散度，从而进一步增加反应活性位，提高颗粒体系对水中氯代有机物催化反应活性，加快脱氯反应进程；（3）实现负载纳米钯/铁颗粒PVDF复合膜的再生，探讨保持再生复合膜反应活性的有效方法，提高复合再生膜的催化脱氯效率；（4）探索出有效提高再生复合膜颗粒负载量的技术方法，优化复合膜的再生条件，增加复合膜的利用效率并延长其使用寿命，提高复合膜对水中氯代有机物催化还原脱氯的处理能力。探讨纳米钯/铁双金属体系（包括纳米钯/铁颗粒和负载纳米钯/铁颗粒复合膜）对水中氯代有机物的催化还原脱氯机理及动力学规律。