通过球磨工艺将商业微米级黄铁矿脱硫处理后制备硫浸渍纳米级Fe0，用于地下水修复

《Environmental Science & Technology》：Sulfur-Impregnated Nanoscale Fe0 via Ball Milling and Desulfurization of Commercial Microscale Pyrite for Groundwater Remediation

硫化纳米零价铁（SNZVI）通过球磨法从商用脆性黄铁矿合成，实现高效脱硫和Fe0转化（>95%），显著降低成本（11.5倍）并保持优异去氯性能（4.1–11.6倍活性）。

　　

硫化纳米零价铁（SNZVI）在地下水修复领域展现出巨大潜力。然而，采用硼氢化物自下而上合成SNZVI的高成本限制了其可扩展性和应用范围。本研究通过球磨和脱硫工艺，成功制备出了具有可控结构且性能优异的SNZVI，原料为商用且易碎的微米级黄铁矿。所得SNZVI_pyrite颗粒中S元素分布均匀，具有纳米级形态（中位粒径290 ± 58纳米）。合成过程中加入Fe³⁺可促进黄铁矿的氧化还原反应，从而高效分解黄铁矿。该过程与最终Fe⁰和S的含量呈线性关系，黄铁矿的转化率超过95%。在颗粒、晶体和原子层面对其结构及物理化学性质进行调控，有效解释了材料的优异性能。SNZVI_pyrite的脱氯反应活性和选择性分别比NZVI高4.1–11.6倍和3.2–28.7倍，与硼氢化物还原法制备的SNZVI相当。通过批量合成和技术经济分析评估，SNZVI_pyrite的可扩展性（最大可达到1千克）和生产成本远低于硼氢化物还原法制备的SNZVI（成本低约11.5倍）。这些结果表明，通过球磨和脱硫廉价微米级黄铁矿自上而下合成SNZVI的方法具有可行性，可实现高效且选择性的脱氯效果，使这种新型地下水修复剂在实际应用中具有巨大潜力。