导言：

吉林大学石油化工污染场地控制与修复技术国家地方联合工程实验室周睿教授和任何军教授课题组在污染场地修复材料方面取得了突出进展，研发了可在中性条件下强化类芬顿反应的磁性纳米材料。相关成果发表在Journal of Materials Chemistry A(IF=10.66)。论文题目为“Glutathione-coated Fe₃O₄ nanoparticles with enhanced Fenton-like activity at neutral pH for degrading 2,4-dichlorophenol”。

图1 期刊网站论文发表页（来源：期刊发表图）

Fe₃O₄磁性纳米材料具有特殊的结构和磁性，重复利用率高、对环境危害小、原料来源广、制备方法简单且易于改性，作为一种非均相催化剂广泛应用于高级氧化体系。但在中性条件下，Fe₃O₄催化效能低。本研究利用谷胱甘肽对Fe₃O₄磁性纳米材料进行修饰，修饰后的Fe₃O₄具有更好的分散性，更大的比表面积，更丰富的氨基、羧基官能团，大幅提高了其在中性条件下的催化性能。

本研究以2,4-二氯苯酚为难降解有机污染物代表，结果表明谷胱甘肽修饰Fe₃O₄在中性条件下具有优异的催化性能和稳定性，且具有较高的重复利用性。研究提出了谷胱甘肽的作用以及反应机理：谷胱甘肽通过巯基(-SH)固定在Fe₃O₄表面，形成了稳定的纳米复合结构，其上丰富的官能团(氨基、羧基)又能与H₂O₂结合，使H₂O₂更容易被催化分解产生自由基；同时，谷胱甘肽可以加速Fe₃O₄表面Fe²⁺的溶出，溶出的Fe²⁺迅速与其周围H₂O₂反应产生羟基自由基，对污染物进行有效去除。

该成果进一步推进了铁系磁性纳米材料在工程化应用中的可能性，特别是为难以调整酸碱性的土壤和地下水环境污染修复拓宽了思路。

图2复合材料结构及体系反应机理示意图

图3不同pH条件下2,4-二氯苯酚的降解效果

图4材料的重复利用性