纳米零价铁水处理技术因其对各类污染物的去除效率高、成本低、环保等优点越来越受到人们的重视。然而,在实际应用中,由于表面钝化和腐蚀产物的存在,其反应活性降低,且反应过程中p H值的增加会抑制其对污染物的去除。因此,本研究拟采用天然黄铁矿(Fe S₂)对纳米零价铁(n ZVI)进行改性,研究其对重金属和有机物的去除性能。本论文分别以六价铬Cr(VI)和盐酸四环素作为重金属和抗生素类有机物的代表,探讨了零价铁、黄铁矿、以及零价铁/黄铁矿复合材料对水中的Cr(VI)、盐酸四环素的去除过程以及机理研究。研究内容包括:(1)零价铁/黄铁矿复合材料制备及表征。通过液相还原法制备负载型n ZVI/Fe S₂。电子扫描电镜表征(SEM)结果表明,黄铁矿的加入能有效解决零价铁团聚的问题。X射线光电子能谱(XPS)表征结果显示零价铁/黄铁矿复合材料中Fe~0的表面产生了Fe S等的铁硫化物;(2)零价铁/黄铁矿复合材料还原去除Cr(VI)性能研究。Cr(VI)的去除率随着三种材料投加量的增加而增加,随着p H和Cr(VI)初始浓度的增加而减小,对Cr(VI)的去除率递减。零价铁/黄铁矿复合材料具有更广的p H适用范围,复合材料在p H=5.0~10.0介质中能较好的去除Cr(VI),而零价铁在初始p H≥8.0时对六价铬的还原去除率明显降低。XPS表征结果显示,零价铁、零价铁/黄铁矿复合材料对Cr(VI)同时存在吸附和氧化还原作用,Cr(VI)吸附在材料表面后,部分Cr(VI)被还原成Cr(III),材料中的Fe~0和Fe(II)被氧化成Fe(III);(3)零价铁/黄铁矿复合材料去除盐酸四环素的性能研究。盐酸四环素初始浓度为50mg/L,材料投加量为1g/L,初始p H为4.5左右时,零价铁/黄铁矿复合材料对盐酸四环素的去除率相较于零价铁会更快达到100%。Cl^-和NO₃^-的存在,对三种材料去除盐酸四环素的影响不大,而H₂PO₄^-、CO₃^2-、SO₄^2-对零价铁、零价铁/黄铁矿复合材料去除盐酸四环素有较强的抑制作用。紫外-可见全扫描光谱数据可得,在复合材料降解盐酸四环素的过程中,盐酸四环素的四个环状结构均受到攻击而使得结构发生破裂。Fe(III)在溶液中易与盐酸四环素中的A环结合,复合材料对盐酸四环素的作用位点主要集中在B、C、D环。