三氯乙烯是一种持久性有毒氯化有机物,因其对环境和健康的危害而引起了全球的关注。纳米零价铁因其具有较高的还原性能而被认为是良好的污染物去除材料,尤其在去除以三氯乙烯为代表的持久性氯代有机污染物方面发挥了巨大作用。然而纳米零价铁在自然环境中极易被氧化,导致表面铁氧化物沉积,使得材料钝化,表面活性位点减少,不利于内部Fe0的释放,最终降低纳米零价铁对三氯乙烯的还原去除效率,因此如何改性纳米零价铁、提高其反应活性、减弱氧化程度成为目前研究的热点。本研究选择对纳米零价铁进行硫化改性,采用多硫化钙一步合成法制备硫化纳米零价铁,并制备未添加多硫化钙的纳米零价铁作为对照。通过对材料进行扫描电镜表征发现,纳米零价铁的形貌主要为球形,而硫化纳米零价铁的形貌主要有球形和片状两种,且随着S/Fe比例的增加球形材料含量减少,片状材料增加。同时,改性后的硫化纳米零价铁比表面积增大,表面粗糙度增加,具有利于抑制单质铁氧化腐蚀的铁硫化物外壳-零价铁内核结构。此外,由X射线衍射分析得出,硫化纳米零价铁的外壳结晶程度情况良好,主要包括硫化亚铁(Fe S)和单质铁(Fe0)的微晶结构和二硫化亚铁(Fe S2)的无定形结构。本文主要探究了硫化纳米零价铁对三氯乙烯的去除性能及影响因素。实验证明,多硫化钙改性的硫化纳米零价铁具有高效的三氯乙烯去除能力,反应在48小时内三氯乙烯去除率可达99.8%,经气相检测可知,三氯乙烯的还原降解产物主要为乙炔,其次有少量顺式-1,2-二氯乙烯。三氯乙烯的降解效果几乎不受p H条件的限制,在碱性条件下降解率虽有下降,但仍可达到90%以上。S/Fe比例对硫化纳米零价铁的三氯乙烯还原性能有明显的影响,经实验对比发现,S/Fe比例为0.5时硫化纳米零价铁的还原效果最优,此外,纳米颗粒具有良好的循环利用性能,在循环使用四次后三氯乙烯降解率仍保持在95%以上。反应前后硫化纳米零价铁结构表征证实,合成的硫化纳米零价铁中含有的Fe S2、Fe S和Fe0均参与了去除过程。通过碳稳定同位素检测证明,Fe(Ⅱ)和S22-分别在酸性和碱性条件下对三氯乙烯降解起主导作用。同时,硫化纳米零价铁在三氯乙烯和四氯化碳二元污染体系中表现出良好的共同去除效果,表明多硫化钙改性的硫化纳米零价铁在去除多种氯代饱和脂肪烃方面有广阔的应用前景。本研究首次采用多硫化物合成含多种硫形态的硫化纳米零价铁,可用于去除p H变化范围广泛的三氯乙烯废水,且可作为一种有效的还原剂,用于还原降解多种氯化脂肪烃,达到完全的还原脱氯的目的,为硫化铁纳米零价铁在废水和地下水原位修复中的广泛应用提供理论基础。