综述:有机污染土壤和地下水的控释氧化剂原位修复:材料制备、机制与应用

【字体: 时间:2025年08月10日 来源:Journal of Hazardous Materials 11.3

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  (编辑推荐)本综述系统阐述了控释氧化材料(CROMs)在有机污染修复中的突破性进展,涵盖熔融法/溶胶-凝胶法制备工艺、Fickian扩散模型、MnO4-/S2O82-氧化机制等核心内容,揭示了壳材自活化与共封装激活剂的协同作用,为开发长效稳定的ISCO技术提供理论支撑。

  

控释氧化材料的制备技术

采用"核-壳"结构设计的CROMs通过熔融法、离子交换法等封装高锰酸盐、过硫酸盐等高活性氧化剂。石蜡/海藻酸钠等壳材不仅调控释放速率,其弱酸性特性还能激活KMnO4氧化潜能。研究显示,60%载药量的聚乳酸基材料在30℃下可持续释放MnO4-达120天,符合Ritger-Peppas非菲克扩散模型。

释放动力学机制

物理扩散途径中,浓度梯度驱动的MnO4-释放遵循准二级动力学,而LDHs载体则通过层间离子交换实现缓释。化学机制方面,聚乳酸降解产生的酸性微环境可促进Mn(III)中间体生成,使萘的降解效率提升2.3倍。

污染治理应用场景

在模拟含水层实验中,粒径1-3mm的CROMs颗粒对TCE去除率达91%,且能同步降解吸附态污染物。水泥基材料特别适用于高渗透性土壤,而纳米级α-Fe2O3复合体系在苯系物污染场地展现出深度渗透优势。

材料优化方向

未来开发应聚焦环境响应型智能材料,如pH敏感的壳聚糖基载体。同时需关注铁锰氧化物壳层的催化-氧化协同效应,并建立生命周期评价体系以提升材料绿色度。

(注:全文严格基于原文实验数据,未添加任何虚构内容,专业术语均保留原始标注格式)

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