巯基改性纳米零价铁/二氧化硅核壳材料活化过硫酸盐降解地下水中一氯苯的机理研究

《Journal of Environmental Chemical Engineering》：Mechanistic Study on PDS Activation by Sulfhydryl-Modified Nano Zero-Valent Iron/Silica Core–Shell Materials for MCB Degradation in Groundwater

　　本文系统研究了巯基改性核壳材料（BnZVI@SiO2SH）活化过硫酸盐（PDS）降解一氯苯（MCB）的机理。研究发现该材料能有效激活PDS产生SO4??、?OH和1O2等多种活性物种，在复杂地下水环境中仍保持70%的降解效率，且具备优良的循环稳定性（5次循环后降解率70.71%），为氯代烃（CHCs）污染地下水修复提供了创新解决方案。

　　

催化剂表征

如图2（SEM图像）所示，BnZVI由呈现明显链状聚集的球形颗粒组成。包裹二氧化硅（SiO₂）壳层后，材料保留了BnZVI的球形形态，但链状聚集现象显著减少。巯基改性后的SiO₂壳层表面粗糙度增加。TEM图像显示出典型的核壳结构，BnZVI颗粒被均匀包裹在壳层内。

结论

通过一锅法合成的BnZVI@SiO₂SH材料中，BnZVI@SiO₂SH-3在PDS活化降解MCB过程中表现出卓越的催化性能。在最佳条件（0.5 g·L^-1 BnZVI@SiO₂SH-3、3 mmol·L^-1 PDS、初始MCB浓度20 mg·L^-1、温度(20±2)°C）下，60分钟内MCB去除率达87.93%。巯基的引入增强了材料疏水性，提高了电子密度。