基于氧化铁纳米粒子的可持续光催化降解技术高效处理制革废水研究

为解决工业废水污染导致的水资源短缺问题，研究人员开发了环保型氧化铁纳米粒子(Fe3O4 NPs)的溶剂热合成法，通过光催化技术实现30分钟内90%的钾镁离子去除率，较传统方法缩短75%处理时间，为SDG6目标提供创新解决方案。

　　

水资源危机正随着工业污染加剧而日益严峻。制革业排放的废水中含有硫酸盐、氯化物及重金属等复杂污染物，传统处理方法存在效率低、成本高、产生二次污染等问题。据世界卫生组织统计，每年有48.5万人因不安全饮水死亡，这使得联合国可持续发展目标(SDG6)中清洁饮水的实现面临巨大挑战。

Tunisian Ministry of Higher Education and Scientific Research下属LMOP实验室的研究团队在《Journal of Alloys and Compounds Communications》发表创新成果。他们开发了环境友好的溶剂热法合成磁性氧化铁纳米粒子(Fe₃O₄ NPs)，通过多维度表征证实其12-13nm的均匀粒径和良好结晶度。这种新型光催化剂在30分钟内实现70-80%的污染物降解率，钾镁离子去除率高达90%，处理速度比常规方法快4倍。

研究采用三大关键技术：1) 改良溶剂热法合成纳米粒子；2) X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)表征材料特性；3) 结合紫外分光光度计、离子色谱和原子吸收光谱(AAS)多方法评估污染物去除效果。

【X-ray analyses】部分显示，通过Rietveld精修确认合成的Fe₃O₄ NPs具有典型磁铁矿晶体结构，衍射峰宽化现象证实其纳米尺寸特征。

【Effluent characterization】对制革废水的基础参数分析建立了污染物基准，为后续处理效果评估提供参照。

【Discussion】部分对比了传统TiO₂ NPs的潜在致癌风险，突出Fe₃O₄ NPs在可见光响应、低毒性和磁回收方面的优势。研究还发现其对二价金属离子的选择性吸附特性，这源于纳米粒子表面与K⁺、Mg²⁺的特异性结合能力。

结论表明，该技术通过优化合成工艺实现了"绿色"与"高效"的双重突破：不仅减少有毒试剂使用，其快速处理能力更可降低60%的能耗。专利申请人Samia DHAHRI团队指出，这种纳米催化剂可整合到现有水处理系统，为工业废水管理提供可持续解决方案。研究数据为纳米材料在环境领域的应用拓展了新的理论认知，特别是揭示了铁基纳米粒子对不同离子的差异化去除机制。