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甲硝唑(metronidazole,MNZ)是一种治疗厌氧菌和原生动物感染的硝基咪唑类药物。由于甲硝唑的高水溶和难生物降解等性质,导致其持续积累于水体环境,对人类健康造成潜在的危害。以纳米零价铁(nano zero-valent iron,NZVI)代表的还原技术为水体甲硝唑的治理提供新的方向。NZVI由于高表面活性和环境友好等性质常用于去除水体环境中多种污染物。但是,NZVI极小的尺寸和较高的磁性直接导致纳米粒子的团聚和钝化,使其反应活性极大降低。本论文研究通过化学改性方法制备亲水和功能化聚丙烯腈(polyacrylonitrile,PAN)膜用于NZVI颗粒的负载,制备纳米铁/聚丙烯腈复合材料PAA/PAN-NZVI(简写为PPN),并进一步考察复合材料对甲硝唑的去除性能。纳米铁/聚丙烯腈复合材料PPN的制备步骤包括:首先以聚乙烯醇亲水试剂制备亲水性PAN膜。其次,通过丙烯酸(acrylicacid,AA)原位聚合法实现PAN膜功能化改性,并通过KBH4还原法合成膜载NZVI复合材料。该膜制备方法的优势在于:(1)显著提高NZVI在膜上的负载量和降低纳米颗粒的团聚;(2)通过羧基基团对铁离子极强的螯合能力,降低铁离子的释放以避免其对环境造成二次污染;(3)材料整个制备过程在环境条件下进行,避免传统NZVI制备需惰性气氛保护下的复杂操作。对不同膜材料和未负载NZVI化学结构(ATR-FTIR)、形态特征(SEM/EDS)、元素价态和基团(XPS)以及亲水角分析,结果表明:PAN膜具有良好的亲水性以及大量的羧基基团成功接枝于膜表面。纳米铁颗粒均匀分散于膜基质表面和孔隙,这些粒子呈均匀的球状结构,尺寸大小在20-30 nm之间,说明膜载NZVI具有较高的活性。考察复合材料PPN对甲硝唑的去除性能,发现相对于未负载NZVI,复合材料对甲硝唑的去除效率和反应速率分别提高2.03和4.77倍。5次循环试验后,复合材料仍具有良好的循环和稳定性能。除了腐殖酸,其他共存离子对复合材料的活性影响较小。同时,复合材料在空气条件下对甲硝唑的去除效率低于惰性气氛。对反应参数的考察证实中性和弱酸性条件有利于反应的进行,适当提高载铁量和温度及降低初始污染物浓度可促进甲硝唑去除效率和反应速率的提高。动力学研究表明,PPN复合材料去除甲硝唑反应符合修正假一级动力学模型。甲硝唑主要以吸附和还原方式从溶液中去除。本论文研究证明,PPN复合材料具有极大的潜能应用于甲硝唑污染水体的处理。