硫改性球磨零价铁经NaCl活化强化去除Cr(VI)和Pb(II)的性能与机理研究

《Journal of Environmental Chemical Engineering》：Enhanced Removal of Cr(Ⅵ) and Pb(Ⅱ) Using Sulfur-Modified Ball-Milled Zero-Valent Iron Activated by NaCl: Performance and Mechanism

　　本研究推荐一种硫改性球磨零价铁((S-ZVI@NaCl)bm)材料，通过NaCl助磨(S/Fe=0.01-0.15)显著提升电子传导效率，在近中性条件下实现Cr(VI)和Pb(II)的完全去除。机理表明Cr(VI)被还原为Cr3+，Pb(II)通过吸附/共沉淀生成Pb(OH)2、PbCrO4等沉淀，为重金属废水治理提供新策略。

　　

亮点

硫化和球磨的协同作用显著提升了零价铁（ZVI）的电子转移效率，使其对重金属的去除能力大幅增强。通过NaCl助磨和优化硫/铁摩尔比，材料在宽pH范围内展现出卓越性能。

引言

重金属污染已成为全球性环境问题，其中铅（Pb）和铬（Cr）因其高毒性、持久性和生物累积性对水生态系统及人类健康构成严重威胁。铅对儿童等敏感人群危害尤甚。

材料与试剂

本研究所有化学试剂均为分析纯，溶液均采用去离子水配制。零价铁粉由天津福辰化学试剂厂提供，氯化钠（NaCl）购自上海默瑞化学科技有限公司，硫粉、硝酸铅、重铬酸钾等试剂均有明确来源。

NaCl添加优化球磨零价铁性能

NaCl改性显著提升了球磨零价铁（ZVI^bm）对Cr(VI)和Pb(II)的去除效率。当NaCl/Fe摩尔比从0.01增至0.05时，Pb(II)去除率稳定在100%，Cr(VI)去除率从65%提升至100%。NaCl的加入既改善了材料分散性，又通过形成导电网络增强了电子传递路径。

结论

本研究揭示了pH和硫化程度对(S-ZVI@NaCl)^bm去除Cr(VI)和Pb(II)的影响机制。NaCl与ZVI的机械化学反应优化了材料表面特性，扩展了其适用pH范围，且Pb(II)对Cr(VI)的去除存在协同促进效应，主要归因于难溶性沉淀物的生成。