金属-硅核壳结构诱导强化nZVI@SiO_2/PDS体系降解地下水氯苯

作者：闫兴雨; 王艳; 王善虎; 莫原野; 许伟; 刘阳; 孟宪荣^*; 施维林^*

来源：环境科学学报, 2023, 1-11.

DOI：10.13671/j.hjkxxb.2023.0245

• nZVI@SiO_2
• 核壳结构
• 过硫酸盐
• 高级氧化技术
• 氯苯

采用溶胶-凝胶法以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂，正硅酸乙酯(TEOS)为硅源，制备以纳米零价铁(nZVI)为核，SiO2为壳层的nZVI@SiO2核壳复合材料，通过SEM、TEM、XRD和BET对材料进行表征，并对nZVI@SiO2活化过硫酸盐(PDS)去除氯苯(MCB)性能进行研究.结果表明，nZVI@SiO2-1材料为均匀的核壳结构；比表面积达到了212.67 m2·g-1，壳层厚度为7 nm左右，Fe含量达到了38.92%.在MCB初始浓度为20 mg·L-1、温度(20±2)℃、nZVI@SiO2-1投加量为0.5 g·L-1、PDS投加量为3 mmol·L-1条件下MCB去除率为83.81%.低浓度HA和Cl-对nZVI@SiO2-1/PDS体系去除MCB呈促进作用.而HCO3-、NO3-和SO42-呈抑制作用，抑制作用大小顺序为HCO3->NO3-≈SO42-；在酸性及中性条件下nZVI@SiO2-1/PDS对MCB具有较好的去除效果，碱性条件下MCB去除效果受到抑制，pH=5时MCB去除率为89.01%,pH=11时去除率仅为38.63%.自由基捕获(EPR)和自由基猝灭结果表明MCB的降解涉及自由基途径和非自由基途径，其中起主要作用的活性物种有SO4·-、·OH和1O2；广谱性实验表明该体系对于多种氯代烃(CHCs)均有较好的去除效果，在实际CHCs污染地下水修复工程中具有较好的应用前景.

• 单位
  苏州科技大学; 环境科学与工程学院