近日，南开大学唐景春教授课题组联合多所高校团队，在地下水污染修复领域取得突破性成果，相关研究发表于《Angewandte International Edition》。
传统纳米零价铁（nFe⁰）材料在修复三氯乙烯（TCE）污染地下水时，面临反应性、选择性与稳定性难以兼顾的瓶颈。为此，研究团队创新提出Ni晶格工程与FeS表面工程综合调控策略，通过改进两步硫化法，将金属Ni引入Fe@FeSᵧ中，成功制备出核壳结构的FeNiₓ@FeSᵧ纳米材料，其中FeNiₓ为核、FeSᵧ为壳。
实验表明，FeNi₅@FeS₁₀表现最为突出，其降解TCE的反应性和选择性分别是传统nZVI的242.7倍和81.2倍，且显著优于FeNi₅与Fe@FeS₁₀。这得益于晶格应变、电偶效应与壳层厚度的协同作用：Ni晶格工程加速Fe⁰核电子转移动力学以提升反应性，FeS表面工程引导界面电子流向TCE以提高选择性。同时，FeS壳层有效锁定Ni²⁺释放，其浸出浓度远低于环境规制标准，且抑制材料表面钝化，保障稳定性。
该研究为地下水难降解污染物修复提供了新方案，未来有望应用于多氯联苯、全氟及多氟烷基物质等污染治理。
传统纳米零价铁（nFe⁰）材料在修复三氯乙烯（TCE）污染地下水时，面临反应性、选择性与稳定性难以兼顾的瓶颈。为此，研究团队创新提出Ni晶格工程与FeS表面工程综合调控策略，通过改进两步硫化法，将金属Ni引入Fe@FeSᵧ中，成功制备出核壳结构的FeNiₓ@FeSᵧ纳米材料，其中FeNiₓ为核、FeSᵧ为壳。
实验表明，FeNi₅@FeS₁₀表现最为突出，其降解TCE的反应性和选择性分别是传统nZVI的242.7倍和81.2倍，且显著优于FeNi₅与Fe@FeS₁₀。这得益于晶格应变、电偶效应与壳层厚度的协同作用：Ni晶格工程加速Fe⁰核电子转移动力学以提升反应性，FeS表面工程引导界面电子流向TCE以提高选择性。同时，FeS壳层有效锁定Ni²⁺释放，其浸出浓度远低于环境规制标准，且抑制材料表面钝化，保障稳定性。
该研究为地下水难降解污染物修复提供了新方案，未来有望应用于多氯联苯、全氟及多氟烷基物质等污染治理。
