中科院廣州地化所：揭示納米硫化零價鐵轉化有機污染物機制

【成果簡介】

中科院廣州地化所的科學家深入研究了納米硫化零價鐵對六溴環十二烷（HBCD）的還原轉化效率和機制，在納米硫化零價鐵還原轉化新型持久性有機污染物方面取得進展。相關成果日前以題為“Abiotic transformation of hexabromocyclododecane by sulfidated nanoscale zerovalent iron: Kinetics, mechanism and influencing factors”發表于Water Research上。

【圖文導讀】

圖1 性能表征及示意圖

（A）12小時內通過S-nZVI轉化HCBD兩種產物的動力學。

（B）可能的轉化途徑。

圖2 性能表征

HBCD和對照實驗FeS，S^2-，nZVI和S-nZVI系統反應12小時后的轉化產物的GC-EI / MS色譜圖。

【研究內容】

HBCD是目前應用最廣的添加型環烷烴類溴代阻燃劑，而納米硫化零價鐵是一種硫化物包裹零價鐵的新型納米復合材料。隨著HBCD的大量生產和廣泛應用，人們已在各種環境介質中（包括大氣、水體、土壤、沉積物、生物體以及母乳等）頻繁地檢測出高濃度的HBCD。

研究人員系統比較了納米硫化零價鐵和3種典型還原劑（即納米零價鐵、硫化亞鐵、硫離子）還原轉化HBCD的動力學及轉化途徑。結果顯示，納米硫化零價鐵對HBCD及其3種同分異構體的還原去除速率顯著高于3種典型還原劑。其中，α-HBCD的結構對稱、穩定性強、難降解，容易在環境和生物樣品中富集，但納米硫化零價鐵對α-HBCD的轉化速率是其他3種還原劑轉化α-HBCD速率的2~15倍。HBCD在納米硫化零價鐵作用下能發生雙溴消除反應，逐步轉化成為四溴環十二碳烯和二溴環十二碳二烯。

研究人員通過對反應前后納米硫化零價鐵固體表面特征進行分析，揭示了納米硫化零價鐵表面的硫化鐵不僅能作為催化劑加快反應速率，還能直接參與HBCD的還原轉化，進一步促進HBCD的去除。研究還系統分析了各種環境因子對納米硫化零價鐵還原轉化HBCD的影響。

原文鏈接：http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/20177171505222144485.shtm

文獻鏈接：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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