Nullwertiges Nanoeisen (ZVI) ist ein üblicher Katalysator, der häufig bei der Behandlung und dem Abbau von Kohlenwasserstoffabfällen eingesetzt wird.

Bei der Behandlung von Kohlenwasserstoffabfällen besteht die Hauptaufgabe von ZVI darin, organische Schadstoffe durch katalytische Reduktionsreaktionen in harmlose Substanzen umzuwandeln. Im Folgenden sind die Schlüsselrollen und Mechanismen von ZVI bei der Behandlung von Kohlenwasserstoffabfällen aufgeführt:

1. Reduktionsreaktion: ZVI ist stark reduzierbar und kann mit Sauerstoff, Wasser und Oxiden in Schadstoffen reagieren, Elektronen freisetzen und eine Reduktionsreaktion durchführen. Diese Reaktionen können organische Schadstoffe (wie Erdölkohlenwasserstoffe, organische Lösungsmittel usw.) in weniger toxische oder ungiftige Verbindungen reduzieren.

2. Oberflächenkatalyse: Die Eisenatome auf der Oberfläche von ZVI können als Katalysator verwendet werden, um die Abbaureaktion organischer Stoffe zu fördern. Nachdem beispielsweise organische Moleküle auf der ZVI-Oberfläche adsorbiert wurden, können die Eisenatome auf der ZVI-Oberfläche mit den organischen Molekülen durch Elektronentransfer reagieren, die Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen aufbrechen und einen chemischen Abbau verursachen.

3. Oxidationsreaktion: Zusätzlich zur Reduktionsreaktion kann ZVI auch mit Sauerstoff im Wasser reagieren, um Peroxide (wie Wasserstoffperoxid) zu erzeugen und so organische Schadstoffe durch Oxidationsmechanismen abzubauen.

4. Besonderheit nullwertiger Nano-Eisenpartikel: ZVI liegt normalerweise in Form von Partikeln mit hoher spezifischer Oberfläche und zahlreichen Defektstellen vor, die zur Verbesserung der Geschwindigkeit und Effizienz katalytischer Reaktionen beitragen.

Es ist zu beachten, dass es bei der Anwendung von ZVI bei der Behandlung von Kohlenwasserstoffabfällen einige Einschränkungen und Herausforderungen geben kann. Beispielsweise wird die Reaktionsgeschwindigkeit durch die Konzentration der organischen Substanz im Abfall, den pH-Wert des Abfalls, die Feuchtigkeit und andere Umweltfaktoren beeinflusst. Darüber hinaus kann es bei ZVI bei längerem Gebrauch zu Korrosions- und Aggregationserscheinungen kommen, die die katalytische Leistung beeinträchtigen. Daher ist es notwendig, verschiedene Faktoren in bestimmten Anwendungen umfassend zu berücksichtigen und das Design für unterschiedliche Abfalleigenschaften und Behandlungsanforderungen zu optimieren.

Insgesamt hat ZVI Zero-Valent Nano Iron Potenzial als Katalysator bei der Behandlung von Kohlenwasserstoffabfällen. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie wird die Verbesserung und Optimierung von ZVI seine Anwendungswirkung im Bereich der Abfallbehandlung weiter steigern.