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鐵作為地殼中含量第二豐富的金屬元素，其價態可變性在土壤與地下水系統氧化還原過程中發揮著核心調控作用。其中，二價鐵（Fe(II)）是零價鐵（Fe(0)）氧化與三價鐵（Fe(III)）還原過程的關鍵中間體，不僅驅動多種界面電子轉移反應，還對砷、鉻、鈾等典型氧化態敏感型污染物的遷移轉化具有重要影響。近年來，Fe(II)介導的還原轉化及其原位活化生成活性氧物種，已成為污染場地原位修復領域的研究前沿。然而，Fe(II)在土壤和地下水中易發生快速氧化或水解沉淀，有效濃度難以維持，導致其持續反應活性受到嚴重制約，這一問題亟需從界面化學與材料設計層面予以突破。近期，中國科學院南京土壤研究所提出了基于濕法球磨協同表面配位調控的Fe(0)功能化策略，即利用廣泛存在于土壤和地下水中的小分子有機酸，選擇性剝離Fe(0)表面鈍化氧化層，并同步構建熱力學穩定、動力學活躍的Fe(II)-有機酸界面絡合結構。研究表明，含檸檬酸、酒石酸、蘋果酸等α-羥基羧酸可通過鄰位羥基與羧基協同配位，在Fe(0)表面形成熱力學穩定的五元環螯合結構，并誘導Fe–O鍵長縮短，明顯提升表面吸附態Fe(II)的穩定性與電子傳遞能力，進而加速Fe(0)的可控氧化與Fe(II)定向富集；而不含丁二酸、乙酸、甲酸等α-羥基，則可促進Fe(III)在Fe(0)表面的吸附與界面電子傳遞，構建高效Fe(III)/Fe(II) 循環再生位點，實現Fe(II)的持續原位再生。值得注意的是，草酸與抗壞血酸兼具“O=C–C–O”剛性骨架與多羥基官能團，可在同一固—液界面上同步促進Fe(0)→Fe(II)的氧化溶解與Fe(III)→Fe(II)的還原再生，形成雙路徑協同活化機制，大幅提升Fe(II)的穩態濃度與轉化效率。該策略有效強化了Fe(II)對典型氧化性污染物的還原能力。例如，以六價鉻為模型污染物，經草酸與抗壞血酸改性的Fe(0)，對其最大去除容量分別達未改性Fe(0)的19.7倍與22.6倍。在實際地下水修復驗證實驗中（初始六價鉻濃度14.90mg/L，pH6.0），反應12小時后，六價鉻濃度降至0.05mg/L，滿足相關限值要求（≤0.05mg/L）。該研究系統闡明了小分子有機酸結構—Fe(II)界面絡合構型—電子轉移效能之間的構效關系，揭示了自然有機質組分參與下鐵循環驅動污染物轉化的微觀機制，為Fe(II)活性的精準調控提供了新范式，也為研發高效、綠色、可持續的污染場地原位修復技術提供了理論支撐。相關研究成果發表在《環境科學與技術》（Environmental Science & Technology）上。研究工作得到國家自然科學基金委員會、科學技術部、中國科學院的支持。論文鏈接小分子有機酸介導的零價鐵表面工程實現Fe(II)的可持續活化