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有机污染物通常具有生物难降解性,普通的生物处理法难以实现对它的有效去除。纳米材料的兴起和应用为有机污染物的去除提供了广泛的可能性,其中磁性铁基纳米材料由于多种优势脱颖而出。本文优化制备并且表征了两种磁性铁基纳米材料,并将其用于环境中有机染料和环丙沙星的降解,具体的研究内容和结论如下:(1)一锅法合成了Fe3O4浸渍氧化石墨烯复合材料,通过催化过硫酸盐(Fe3O4@GO+K2S2O8)降解水体中的有机染料测试其活性。在催化过硫酸盐氧化体系下,相比于Fe3O4(25%),罗丹明B(RhB)降解效率显著提升至Fe3O4@GO约95%。系统地评估了包括溶液pH,过硫酸盐剂量和RhB浓度在内的不同操作参数的影响。Fe3O4@GO+K2S2O8在连续的再循环实验过程中浸出的铁离子浓度可忽略不计,材料保持了高催化活性和稳定性。通过活性氧(ROS)研究进一步确定了降解中间体,SO4·–是RhB降解的主要自由基。此外,还讨论了RhB在Fe3O4@GO+K2S2O8体系中的降解机理。最后,实验表明Fe3O4@GO活化过硫酸盐体系为实际废水处理中的染料的降解提供了一种有效途径。(2)对纳米零价铁(NZVI)通过两步法改性合成了硫化纳米零价铁(S-NZVI),以有机物环丙沙星(CIP)作为目标污染物,研究并对比改性前后纳米零价铁对CIP的去除效果。S-NZVI(0.5 g/L)能够对10 mg/L的CIP实现92%的去除率,比未修饰的NZVI(59.1%)高出1.6倍。通过对照实验,发现CIP在S-NZVI通过吸附、还原和芬顿效应联合作用下去除,反应前期主要是吸附效应,10 min后,主要是还原和芬顿效应。溶液的初始pH会显著影响S-NZVI对于CIP的去除率,其中中性附近最佳,碱性效果最差。XRD、TEM、XPS结果证明,硫化作用不仅能够大大提高纳米零价铁的反应性,还能够减少团聚,降低与水和和氧气的副反应,从而提高了零价铁的电子利用率,为CIP的有效去除提供了一个可行的方案。