中科院广州地化所：揭示纳米硫化零价铁转化有机污染物机制

【成果简介】

中科院广州地化所的科学家深入研究了纳米硫化零价铁对六溴环十二烷（HBCD）的还原转化效率和机制，在纳米硫化零价铁还原转化新型持久性有机污染物方面取得进展。相关成果日前以题为“Abiotic transformation of hexabromocyclododecane by sulfidated nanoscale zerovalent iron: Kinetics, mechanism and influencing factors”发表于Water Research上。

【图文导读】

图1 性能表征及示意图

（A）12小时内通过S-nZVI转化HCBD两种产物的动力学。

（B）可能的转化途径。

图2 性能表征

HBCD和对照实验FeS，S^2-，nZVI和S-nZVI系统反应12小时后的转化产物的GC-EI / MS色谱图。

【研究内容】

HBCD是目前应用最广的添加型环烷烃类溴代阻燃剂，而纳米硫化零价铁是一种硫化物包裹零价铁的新型纳米复合材料。随着HBCD的大量生产和广泛应用，人们已在各种环境介质中（包括大气、水体、土壤、沉积物、生物体以及母乳等）频繁地检测出高浓度的HBCD。

研究人员系统比较了纳米硫化零价铁和3种典型还原剂（即纳米零价铁、硫化亚铁、硫离子）还原转化HBCD的动力学及转化途径。结果显示，纳米硫化零价铁对HBCD及其3种同分异构体的还原去除速率显著高于3种典型还原剂。其中，α-HBCD的结构对称、稳定性强、难降解，容易在环境和生物样品中富集，但纳米硫化零价铁对α-HBCD的转化速率是其他3种还原剂转化α-HBCD速率的2~15倍。HBCD在纳米硫化零价铁作用下能发生双溴消除反应，逐步转化成为四溴环十二碳烯和二溴环十二碳二烯。

研究人员通过对反应前后纳米硫化零价铁固体表面特征进行分析，揭示了纳米硫化零价铁表面的硫化铁不仅能作为催化剂加快反应速率，还能直接参与HBCD的还原转化，进一步促进HBCD的去除。研究还系统分析了各种环境因子对纳米硫化零价铁还原转化HBCD的影响。

原文链接：http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/20177171505222144485.shtm

文献链接：Abiotic transformation of hexabromocyclododecane by sulfidated nanoscale zerovalent iron: Kinetics, mechanism and influencing factors (WATER RES., 2017, DOI: https://doi.org/10.1016/j.watres.2017.05.019)

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