以文献计量法分析我国纳米零价铁材料研究进展

闫波 魏样 孙婴婴

【摘 要】文章以知网为研究平台，使用主题搜索对“纳米零价铁”和“改性纳米零价铁”相关文献公开发表时间、数量、学科领域、研究院校进行统计分析。结果表明：1.纳米零价铁相关研究在2010年至2015年增速最快，其后趋于稳定，2018年相关文献发表数量最多，达104篇;2.改性纳米零价铁的相关研究始于2011年，2014年至2016年增速最快;3.纳米零价铁相关文献中期刊文献最多，占比为56.0%，改性纳米零价铁相关文献中硕士毕业论文最多，占57%，期刊文献仅占33%;4.改性纳米零价铁相关研究占纳米零价铁相关研究的17.5%;5.改性纳米零价铁相关研究涵盖的学科领域仅占纳米零价铁的52.9%。

【关键词】纳米零价铁;改性纳米零价铁;学科;知网;文献

中图分类号： X53 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）11-0221-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.11.105

【Abstract】Using CIKI as the research platform， this paper used topic search to analyze the publication time， quantity， subject field and research institutes of “nano-zero-valent iron” and “modified nano-zero-valent iron”. The results show that： 1. The research on nano-zero-valent iron increased fastest from 2010 to 2015， and then stabilized， with 104 articles published in 2018; 2. The related research on modified nano-zero-valent iron began in 2011， and increased fastest from 2014 to 2016; 3. The mid-term literature on nano-zero-valent iron was the largest， accounting for 56.0%. Bachelors degree thesis was the most among the literature on modified nano-zero-valent iron， accounting for 57%， journal literature only accounting for 33%. 4） Modified nano-zero-valent iron related research accounted for 17.5% of nano-zero-valent iron related research; 5. Modified nano-zero-valent iron related research covered only 52.9% of the disciplines of nano-zero-valent iron.

【Key words】Nano-zero-valent iron; Modified nano-zero-valent iron; Discipline; CIKI; Papers

纳米零价铁是一种自纳米工艺技术发展成熟后开发出的反应活性强且具有强还原性的物质，广泛应用于去除二氯苯酚、三氯乙烯、多氯联苯、甲基橙等有机污染物和硒、鎘等无机污染物[1-6]，也有研究表明在硝酸盐氮初始浓度为20mg/L，反应初始pH为5，温度为30℃时，纳米零价铁对硝酸盐的去除率可达83.2%[7]。据报道，纳米零价铁作为催化剂性能良好，可以用于水相硝基苯选择性催化加氢制备苯胺，并且可以保留CHO、CN、SCN等易还原的官能团[8]，对烯烃、炔烃的加氢催化可以循环利用十次以上[9]，以两性树脂为载体的纳米零价铁颗粒，可以不受芳香环、硝基或芳卤等官能团的影响催化芳香亚胺和醛类定量加氢[10]。改性纳米零价铁是在纳米零价铁的基础上，使用橡木、椰壳等制备的生物炭、硅藻土、沸石、碳纳米管等物质在高温、真空或惰性气体条件下反应制备而成的，使材料稳定性、还原性等性能得到增强。曹秀芹等以碳纳米管载纳米零价铁吸附脱氯水中的多氯联苯，发现其去除率可达87.34%，高于碳纳米管对水中多氯联苯的去除率71.09%[11]。陈凌嘉等使用0.10%（质量分数）海藻酸钠溶液制备的海藻酸钠改性纳米零价铁添加进含镉底泥中，发现不添加纳米零价铁材料的处理对比，30天后残渣态质量分数升高了41.79%，弱酸提取态质量分数下降了23.18%[12]。

1 纳米零价铁研究进展

根据知网数据显示，以“纳米零价铁”为主题搜索相关文献，首次公开发表相关文献于2003年，此后的3年出现断层，直到2007年开始出现纳米零价铁的相关研究，并呈“S”型增长趋势，2007年-2009年每年公开发表相关文献数量较为稳定，每年仅发表3-4篇;2010年至2015年公开发表文献数量增速明显，2010年突破10篇，2014年突破50篇;2016年-2018年趋于稳定，2017年突破100篇。累积发表的570篇纳米零价铁方面的文献主要集中在工程技术（328篇）、基础与应用基础研究（196篇）、高级科普（34篇）、行业技术指导（8篇）层次领域。共有40所科研院校公开发表566篇相关文献，其中华南理工大学发表最多（31篇）、同济大学次之（30篇）、中国地质大学（25篇）、东华理工大学（25篇）、湖南大学（24篇）居前。公开发表的相关文献中期刊文献最多，占比为56.0%，硕士毕业论文次之（33.2%），国内会议论文占6.3%，博士毕业论文占4%，国际会议论文占0.5%。

2 改性纳米零价铁研究进展

以“改性纳米零价铁”为主题搜索得到共计100篇相关文献，首次公开发表相关文献于2011年，直到2013年每年发表4篇，2014年至2016年公开发表文献数量增速较快。2018年公开发表改性纳米零价铁相关文献数量最多，达到25篇，2016年次之，为24篇。在公开发表的100篇相关文献中，硕士毕业论文占57%，博士毕业论文占6%，期刊文献仅占33%，国内会议论文占4%;在期刊文献和国内会议论文中，综述性文献占比为37.8%（14篇）。公开发表的期刊和国内会议文献中（除综述性文献外），介绍了Pluronic F-127、海藻酸钠、柠檬酸改性核桃壳粉、琼脂、沸石、壳聚糖、硅藻土、十六烷基三甲基溴化胺、生物炭、甘蔗渣、聚丙烯酸、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸、聚乙烯吡咯烷酮这14种可以增强纳米零价铁性能的改性材料。与纳米零价铁相关的研究比较，改性纳米零价铁的研究起步较晚，落后8年（始于2011年），在公开发表的“纳米零价铁”相关文献中占比较低，仅为17.5%。共有39家科研院校参与改性纳米零价铁材料的研究，仅比纳米零价铁材料的研究机构少1家，其中昆明理工大学发表11篇，湖南大学次之（10篇），中国地质大学、华南理工大学、太原理工大学均为7篇。

3 纳米零价铁、改性纳米零价铁研究学科领域对比

纳米零价铁的研究涵盖环境、材料、化学等17个学科领域（表2），而改性纳米零价铁的研究仅涵盖环境、材料、化学等9個学科领域，仅为纳米零价铁学科领域数量的52.9%，在防治、轻工、原子能、公共卫生与预防医学、地质、矿业、电气工程、教育领域均没有相关研究。纳米零价铁与改性纳米零价铁相关的研究均集中于环境领域，在此领域内，纳米零价铁相关的公开发表文献有495篇，占总文献数量的86.8%;而改性纳米零价铁相关的公开发表文献仅85篇，占总文献数量的85%，占纳米零价铁相关的公开发表文献数量的17.17%。

4 展望

我国纳米零价铁的研究起步较晚，公开发表的相关文献仅为最近16年内，改性纳米零价铁的研究起步更晚，公开发表相关文献始于2011年。纳米零价铁的相关研究虽然基础较为薄弱，但发展势头较为迅猛，自2016年起以每年公开发表100篇以上相关文献的势头发展，并保持稳定，对我国纳米零价铁的应用研究贡献突出。使用脂、沸石、壳聚糖、硅 藻土等材料改性纳米零价铁，相比原始的纳米零价铁想能更好，但这方面的研究较少，占纳米零价铁相关研究不到1/5，需要加大研究力度，推动改性纳米零价铁的开发与利用。

【参考文献】

[1]张永祥，常彬，李飞，等.稳定型纳米零价铁去除地下水中2，4-二氯苯酚[J].环境科学，2017，38（6）：2385-2392.

[2]曹秀芹，杨春苗，王浩冉，等.碳纳米管载纳米零价铁吸附—脱氯水中多氯联苯[J].水处理技术，2018，12：35-40.

[3]王薇，金朝晖，李铁龙.包覆型纳米铁的制备及其去除三氯乙烯的研究[J].中国环境科学，2009，29（8）：811-815.

[4]张扬，周桃，叶加权，等.尾菜生物质炭/纳米铁的制备及去除水中亚甲基蓝的性能[J].化工管理，2019，7：95-96.

[5]陈凌嘉，薛文静，黄丹莲.海藻酸钠改性纳米零价铁对底泥中Cd的稳定化研究[J].环境污染与防治，2018，12：1364-1368.

[6]吴晓毅，朱庆涛，郭启慧，等.热解法制备生物炭负载纳米零价铁及其去除废水中硒的研究[J].能源化工.2018，39（3）：47-50.

[7]赵云，祝方，任文涛.绿色合成纳米零价铁镍去除地下水中硝酸盐的动力学研究[J].环境工程，2018，7：76-81.

[8]DEY R，MUKHERJEE N，AHAMMED S，et al.Highly selective reduction of nitroarenes by iron（0）nanoparticles in water[J]. Chemical Communications，2012，48（64）：7982-7984.

[9]HUDSON R， RIVIERE A，CIRTIU C M，et al.Iron-iron oxide core-shell nanoparticles are active and magnetically recyclable olefin and alkyne hydrogenation catalysts in protic and aqueous media[J].Chemical Communications，2012，48（27）：3360-3362.

[10]HUDSON R， HAMASAKA G， OSAKO T， et al. Highly efficient iron（0） nanoparticle-catalyzed hydrogenation in water in flow[J]. Green Chemistry，2013，15（8）：2141-2148.

[11]曹秀芹，杨春苗，王浩冉，等.碳纳米管载纳米零价铁吸附—脱氯水中多氯联苯[J].水处理技术，2018，12：35-40.

[12]陈凌嘉，薛文静，黄丹莲.海藻酸钠改性纳米零价铁对底泥中Cd的稳定化研究[J].环境污染与防治，2018，12：1364-1368.作者简介：闫波（1990—），男，汉族，山东德州人，硕士，工程师，主要从事土地整治工程技术研究。