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 YAN Xingyu;WANG Yan;WANG Shanhu;MO Yuanye;XU Wei;LIU Yang;MENG Xianrong;SHI Weilin

作者机构：苏州科技大学环境科学与工程学院苏州215009 苏州市环境科学研究所苏州215009 苏州逸凡特环境修复有限公司苏州215100 

出 版 物：《环境科学学报》 (Acta Scientiae Circumstantiae)

年 卷 期：2024年第44卷第2期

页      面：125-135页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：苏州市科技局项目(No.SS202036,SS2019005) 地下水重金属污染纳米生物炭阻控及其数值模拟应用研究(No.2022SS16) 

主　　题：nZVI@SiO_(2) 核壳结构 过硫酸盐 高级氧化技术 氯苯 

摘      要：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,SiO_(2)为壳层的nZVI@SiO_(2)核壳复合材料,通过SEM、TEM、XRD和BET对材料进行表征,并对nZVI@SiO_(2)活化过硫酸盐(PDS)去除氯苯(MCB)性能进行研究.结果表明,nZVI@SiO_(2)-1材料为均匀的核壳结构;比表面积达到了212.67 m^(2)·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@SiO_(2)-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@SiO_(2)-1/PDS体系去除MCB呈促进作用.而HCO_(3)^(-)、NO_(3)-和SO_(4)^(2-)呈抑制作用,抑制作用大小顺序为HCO_(3)^(-)NO_(3)^(-)≈SO_(4)^(2-);在酸性及中性条件下nZVI@SiO_(2)-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SO_(4)^(·-)、·OH和^(1)O_(2);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.