水环境中ZVI/氧化剂体系及其电子迁移作用机制

来源：化学进展杂志2017年第4期北京时间：

作者：杨世迎, 任腾飞, 张艺萱, 郑迪, 辛佳

单位：1. 海洋环境与生态教育部重点实验室 青岛 266100;<br />\r\n2. 山东省海洋环境地质工程重点实验室 青岛 266100;<br />\r\n3. 中国海洋大学环境科学与工程学院 青岛 266100

摘要：利用零价铁（Zero-Valent Iron，ZVI）去除水环境中的污染物成为近年来的研究热点。当O2、H2O2等氧化剂存在时，ZVI、氧化剂与污染物之间的电子迁移机制非常复杂，ZVI和氧化剂之间的相互影响机制尚无定论。传统观点认为，O2会促进ZVI钝化膜的形成并阻断电子传递从而降低ZVI的还原性能。然而O2可在ZVI作用下通过双电子传输转化为H2O2，构成ZVI/O2类Fenton体系；在此基础上，利用额外加入H2O2、HSO5-、S2O82-等氧化剂，发展出了基于middot;OH或SO4middot;-的ZVI/氧化剂高级氧化体系（ZVI-AOPs），从而氧化降解有机污染物。有学者认为H2O2、KMnO4、S2O82-等强氧化剂的加入反而可以加快ZVI腐蚀和失电子的速率，从而提高ZVI去除重金属等污染物的还原性能，该研究结论对钝化膜机制提出了挑战。ZVI与氧化剂的联合作用还可以实现同时还原去除重金属和氧化降解有机物，也可以对卤代有机物等抗氧化污染物实现先还原后氧化去除。本文综述了基于ZVI/氧化剂的高级氧化或还原体系及其电子迁移机制，同时对ZVI与氧化剂的联合作用体系作一总结，并就值得深入研究的问题进行了展望。

关键词：零价铁,氧化剂,氧化还原,电子迁移,联合作用,水处理

基金资助：国家自然科学基金项目（No.21677135）资助