環境前沿技術bbin宝盈集团余剛教授團隊在高能球磨機械化學法製備硫化零價鐵（S-ZVIbm）活化過硫酸鹽處理水中難降解有毒有機物方面取得階段性進展，通過調控硫粉佔比和高能球磨參數，快速製備了活性強、活性容量高、pH適用範圍廣的硫化零價鐵。

        由於其綠色廉價高效的性能，零價鐵（ZVI）一直受到研究學者的廣泛關注，但粒徑和表面鈍化限制了其實際應用。改性後的硫化零價鐵在還原修復和催化氧化等諸多領域得到廣泛應用，但傳統製備方法存在流程繁雜、耗時較長、液態原料不穩定等缺點。本研究基於固態原料利用機械化學法製備的硫化零價鐵，具有易於規模化製備、無溶劑、耗時短、操作簡單等優點。

        本研究發現硫化顯著提高了活化降解的速率和降解容量，此外，硫化零價鐵活化過硫酸鈉（PDS）可在pH=2.0-10.0的範圍內維持穩定的降解效率，該結果優於已報道的硫鐵礦物和S-ZVI相關研究，在鹼性廢水處理中具有明顯優勢。材料組分解析結果表明球磨轉速300 rev/min，球磨時間5 h所製備的硫化零價鐵具有最高佔比的Fe0/Fe-S、Fe2+-O等活性較高的組分，因此具有最高的反應活性。

△初始pH對S-ZVIbm活化PDS降解阿特拉津的影響

△球磨和硫化（a）、硫粉佔比（b）、球磨轉速（c）和球磨時間（d）對材料活化過硫酸鹽降解阿特拉津的影響

        本研究通過反應前後材料的表征分析證實了S2-是起主要作用的硫組分，硫化顯著抑制了表面鈍化且活性成分Fe0含量高於未硫化材料一倍。硫化促進活化降解的機理主要為表面鈍化的緩解、較高的電子轉移效率以及較強的Fe2+再生能力。

△硫化促進機理和活化機理示意圖

        在本研究的基礎上，團隊已研製了撬裝式機械化學藥劑製備設施，便於現場部署、現產現用地規模製備硫化零價鐵系列材料（單元製備能力：50 kg/d），材料活性與實驗室小試結果相近。

        該成果已以「Mechanochemically synthesized S-ZVIbm composites for the activation of persulfate in the pH-independent degradation of atrazine: Effects of sulfur dose and ball-milling conditions」為題，於2021年11月在國際期刊《Chemical Engineering Journal》在線發表。