重金属固液界面吸附、反应及迁移的原子尺度机理研究

项目名称： 重金属固液界面吸附、反应及迁移的原子尺度机理研究

项目编号： No.21277102

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 环境科学、安全科学

项目作者： 张伟贤

作者单位： 同济大学

项目金额： 85万元

中文摘要： 重金属污染控制是我国环境治理目前面临的一项挑战。固液界面吸附及氧化还原反应是控制重金属宏观环境迁移及形态转化的关键因素，然而目前对固液界面过程缺乏相应微观（特别是原子尺度）的研究方法。本项目拟在申请人十余年相关研究基础上，以揭示环境介质中重金属固液界面化学行为为目标，着重在原子尺度上研究典型重金属（As、Cr、Co、Ag、Cd、Cu、Hg、Pb等）固液界面吸附/氧化/还原反应机理、动力学及微观迁移过程，确定复杂环境因素对微观作用机制影响，建立反应及迁移理论模型。研究将利用球差校正高分辨率扫描透射电子显微镜（STEM+EDS+EELS）等系列高端表征设备，建立复杂环境介质重金属迁移及表面反应研究方法，发展适用于水化学固液界面研究手段。有望为复杂环境下重金属宏观迁移和转化动力学研究提供原子层次上的机理解释，为重金属污染水体、土壤及底泥强化处理与修复技术的研发提供理论基础。

中文关键词： 纳米铁；砷；铀；铜；环境修复

英文摘要： Remediation of heavy metal contaminated environment is a key challenge to environmental scientists and engineers, as toxic metals cannot be remediated with conventional technology such as bioremediation. Development of innovative technologies demands full understanding on the fundamental mechanisms controlling the reactions and stability of metal ions in the environment. Research outlined in this proposal aims to explore cutting edge analytical methods, which can observe on the atomic scale the reactions of selected heavy metal ions (As, Cr, Co, Ag, Cd, Cu, Hg, Pb) on nanoscale zero valent iron (nZVI). Specific objectives include: (1) applications of Cs-corrected High Resolution Scanning Transmission Electron Microscopy (Cs corrected HR-STEM) for probing and imaging of metal ions on nanoparticle surfaces. (2) Investigations of selected heavy metal ions on nanoscale zero valent iron (nZVI), the focus will be on the effect of environmental conditions. (3) Applications of the above methods and results for development of treatment/remediation technologies under complicated environmental conditions. The ultimate goal is to develop a unified model, which can interpret metal ion reactions and mobility in the presence of nZVI. This research is built upon more than 17 years of research experience on nZVI. This proposed r

英文关键词： Iron nanoparticles；arsenic；uranium；copper；remediation