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近年来，由于纳米零价铁(nZVI)的高反应活性和经济性，使其在环境污染修复工程中表现出巨大的应用前景。然而，在实际应用过程中它仍暴露出很多弊端，特别是nZVI在水体中很容易发生腐蚀反应并在颗粒表面生成铁(氢)氧化物钝化层，导致其对污染物的反应活性和选择性受到很大的抑制。通过硫化技术改性的纳米零价铁，表面生成的铁硫化合物(FeSx)具有更强的疏水性，可以减缓其在水体中的腐蚀反应。本研究合成了硫化纳米零价铁(S-nZVI)用于还原和氧化反应体系去除水中污染物。实验内容和研究结果主要有以下两部分：
第一部分：研究了S-nZVI受不同共存污染物(Cr6+、Cd2+和NO3-)影响时对三氯乙烯(TCE)的去除能力。在TCE/Cr6+和TCE/Cd2+混合溶液中随着Cr6+和Cd2+浓度的增加，S-nZVI对TCE的去除率明显降低。相反，NO3-的存在则会促进S-nZVI对TCE的去除效率。在所有的反应体系中，当初始pH值从5.61升高至9时，S-nZVI对TCE的去除具有轻微的抑制作用，但溶液初始pH值对TCE脱氯率几乎无影响。这说明pH值的上升仅仅会抑制S-nZVI对TCE的吸附作用。同时，也研究了共存污染物的去除情况。相对于Cd2+和NO3-，S-nZVI对Cr6+的去除能力较弱，这可能是因为S-nZVI表面很快地被Cr6+的还原产物钝化。SEM-EDS分析证实，在TCE/Cr6+和TCE/Cd2+反应系统中形成的沉淀物比TCE/NO3-反应体系中更多。XPS分析表明S-nZVI表面存在FeSx层，并且在TCE/Cr6+和TCE/Cd2+混合溶液中S-nZVI对TCE的活性降低与Fe/Cr和Fe/Cd沉淀层的形成存在密切联系。
第二部分：对比研究了S-nZVI活化过硫酸盐(PS)和H2O2氧化去除水中磺胺二甲嘧啶(SMT)的能力。随着PS浓度的增加，S-nZVI/PS反应体系中SMT的去除率升高，而S-nZVI/H2O2反应体系中对SMT的去除却存在最优的H2O2浓度。在同等适宜的反应条件下，S-nZVI/H2O2反应体系表现出的氧化能力要强于S-nZVI/PS反应体系。此外，反应体系对Fe/S摩尔质量比更加敏感，并且当Fe/S≥40时表现出更高的SMT去除率。S-nZVI/PS反应体系的有效pH范围比较宽泛为3~9，而S-nZVI/H2O2反应体系的有效pH仅限于3左右。此外，我们进一步研究了在模拟地下水中S-nZVI/PS反应体系对SMT的去除能力，发现在pH5~8范围内，地下水成分对SMT去除的影响不明显，但在pH9时观察到显著的负面影响。
第一部分：研究了S-nZVI受不同共存污染物(Cr6+、Cd2+和NO3-)影响时对三氯乙烯(TCE)的去除能力。在TCE/Cr6+和TCE/Cd2+混合溶液中随着Cr6+和Cd2+浓度的增加，S-nZVI对TCE的去除率明显降低。相反，NO3-的存在则会促进S-nZVI对TCE的去除效率。在所有的反应体系中，当初始pH值从5.61升高至9时，S-nZVI对TCE的去除具有轻微的抑制作用，但溶液初始pH值对TCE脱氯率几乎无影响。这说明pH值的上升仅仅会抑制S-nZVI对TCE的吸附作用。同时，也研究了共存污染物的去除情况。相对于Cd2+和NO3-，S-nZVI对Cr6+的去除能力较弱，这可能是因为S-nZVI表面很快地被Cr6+的还原产物钝化。SEM-EDS分析证实，在TCE/Cr6+和TCE/Cd2+反应系统中形成的沉淀物比TCE/NO3-反应体系中更多。XPS分析表明S-nZVI表面存在FeSx层，并且在TCE/Cr6+和TCE/Cd2+混合溶液中S-nZVI对TCE的活性降低与Fe/Cr和Fe/Cd沉淀层的形成存在密切联系。
第二部分：对比研究了S-nZVI活化过硫酸盐(PS)和H2O2氧化去除水中磺胺二甲嘧啶(SMT)的能力。随着PS浓度的增加，S-nZVI/PS反应体系中SMT的去除率升高，而S-nZVI/H2O2反应体系中对SMT的去除却存在最优的H2O2浓度。在同等适宜的反应条件下，S-nZVI/H2O2反应体系表现出的氧化能力要强于S-nZVI/PS反应体系。此外，反应体系对Fe/S摩尔质量比更加敏感，并且当Fe/S≥40时表现出更高的SMT去除率。S-nZVI/PS反应体系的有效pH范围比较宽泛为3~9，而S-nZVI/H2O2反应体系的有效pH仅限于3左右。此外，我们进一步研究了在模拟地下水中S-nZVI/PS反应体系对SMT的去除能力，发现在pH5~8范围内，地下水成分对SMT去除的影响不明显，但在pH9时观察到显著的负面影响。