六价铬(Cr(Ⅵ))作为一种常见的重金属，留存于环境中会对环境造成很大的危害。由于纳米零价铁(nZVI)具有颗粒小、比表面积大以及反应活性高等优点，所以被广泛地应用于重金属包括Cr(Ⅵ)、含氯有机物、硝酸盐等环境污染的修复。然而，纳米零价铁容易与周围介质(水，空气等)发生反应，在表面生成钝化膜阻碍其与污染物发生持续反应；同时由于重力、磁力以及范德华力的存在，纳米颗粒之间还容易发生团聚，这也会导致纳米零价铁反应活性的下降。为了解决上述问题，提高纳米零价铁的处理能力以及使用寿命，本研究制备了球磨生物炭载纳米零价铁(nZVI@BM-BC)以及球磨生物炭载硫化纳米零价铁(S-nZVI@BM-BC)这两种复合材料，并将其应用于水中六价铬的去除处理。
　　球磨生物炭载纳米零价铁是通过球磨生物炭，增大其比表面积，进而将纳米零价铁负载在生物炭的表面，从而有效防止纳米零价铁的团聚。nZVI@BM-BC去除Cr(VI)是一个化学吸附过程，Cr(Ⅵ)首先被吸附到复合材料的表面，Fe0通过表面的铁氧化物层将电子传递给Cr(Ⅵ)将其还原，生成的Cr(Ⅲ)主要以Cr(Ⅲ)和Fe(Ⅲ)氧化物/氢氧化物形式在纳米零价铁表面形成一个钝化层，阻碍纳米零价铁进一步与Cr(Ⅵ)反应。将制备的nZVI@BM-BC复合材料用于初始浓度为10mg/L的Cr(VI)去除处理，反应2h后Cr(VI)的去除率达到了43.18%，去除效果明显好于普通nZVI的34.12%。这是因为球磨生物炭不仅能很好的分散nZVI，防止其在水中的团聚，还能与零价铁形成微型原电池，加快nZVI的电子传递速率，从而更有效地去除Cr(Ⅵ)。研究发现，当nZVI@BM-BC复合材料中球磨生物炭和零价铁的摩尔质量比为1∶1时，能达到最佳去除效果。此外，反应体系中的初始pH值、Cr(VI)初始浓度以及生物炭是否球磨等因素均对Cr(Ⅵ)的去除效率有较大的影响。
　　为了增加nZVI的活性以及稳定性,尤其是碱性水体中的反应活性,本研究对nZVI进行硫化反应合成S-nZVI并负载在球磨生物炭上形成S-nZVI@BM-BC。将制备的S-nZVI@BM-BC复合材料用于初始浓度为10mg/L的Cr(Ⅵ)去除实验，反应96h后Cr(Ⅵ)的去除率达到了92.46%，去除效果明显好于普通S-nZVI的62.43%以及nZVI@BM-BC。这是因为nZVI经过硫化后，会在零价铁的表面形成一个硫铁化物区域，这个区域能有效地提高nZVI的电子传递速率。Cr(Ⅵ)被吸附到复合材料表面后，电子经由Fe0通过其表面的铁氧化物层和FeS区域传递到Cr(Ⅵ)表面，将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)，生成的Cr(Ⅲ)则以混合铬铁氧化物化合物(FeCr2O4)的形式存在。研究发现，当S-nZVI@BM-BC复合材料中球磨生物炭和零价铁的摩尔质量比为1∶1时，能达到最佳去除效果。此外，反应体系中的初始pH值、Cr(Ⅵ)初始浓度、生物炭球磨改性、背景离子以及S-nZVI@BM-BC复合材料投加量等因素均对Cr(Ⅵ)的去除效率有较大的影响。
　　综上所述，生物炭的球磨改性和纳米零价铁的硫化改性均提升了生物炭载纳米零价铁对Cr(Ⅵ)的去除，有望用于污染水体的修复。此外，反应体系的初始pH值、Cr(Ⅵ)初始浓度、材料的铁炭比、溶液中的背景离子以及材料的投加量均对Cr(Ⅵ)的去除效果产生影响。