昆明理工大学宁平团队王向宇课题组CEJ | nZVI的纳米限域生长缓解了类芬顿催化中铁离子浸出和氧化剂利用低的难题

本研究针对传统Fenton技术中铁离子易浸出和氧化剂利用率低的问题，开发了一种螯合辅助共组装策略，成功制备了纳米零价铁封装氮掺杂碳纳米管（Fe0@NCNTs）催化剂。研究背景源于nZVI-AOPs技术处理新兴污染物时存在的金属浸出和氧化剂无效消耗难题。通过构建豆荚状核壳结构，实现了铁物种的纳米限域封装，使Fe0@NCNTs-2在宽pH范围（3.0-11.0）内展现优异性能。实验表明该催化剂将PMS利用效率提升50%以上，铁浸出浓度低于16μg/L，并通过DFT计算证实纳米限域结构通过电子金属-载体相互作用降低PMS吸附能垒，主导非自由基（1O2和电子转移）氧化路径。结论显示该策略有效解决了铁浸出和氧化剂利用低的双重难题，在连续流降解中保持600分钟稳定运行，为高级氧化工艺提供了新方案。