有序介孔碳负载纳米零价铁的合成及其对环状硝基污染物的转化(5)
（2）多组分共组装法
多组分共组装法与软模板法合成空白OMC材料的路线相似，也是利用自组装的原理，使金属盐前驱体与碳源一同参与与结构导向剂间的自组装过程，后经热聚合和高温碳化过程得到含有金属或金属氧化物的有序介孔碳复合材料。此方法实现了多组分共组装一步合成复合材料，步骤简单，操作方便，是一种有效的合成有序介孔碳复合材料的方法。Liu等[28]首先将TiCl4 乙醇水溶液加入嵌段共聚物F127的乙醇水溶液中，后将苯酚与甲醛的预聚体加入搅拌10min后将混合体系倒入挥发皿，利用溶剂挥发诱导自组装过程，实现有机碳源-无机离子-表面活性剂间的多组分共组装，最终形成有序结构相。
（3）纳米共浇筑法
纳米共浇筑法合成有序介孔碳复合材料与采用硬模板法合成空白OMC材料的过程相似，首先合成有序介孔硅硬模板，再将碳源如蔗糖、沥青或酚醛树脂等与金属盐前驱体一同注入纳米孔道中，经后续反应脱去硅模板得到复合材料，金属物种多包覆于碳基体中，复合材料结构为硬模板的反相结构，有序介孔硅的限域作用虽可有效控制纳米粒子粒径，但步骤较为繁琐。Ramasamy等[29]以二乙烯基苯为碳源，首先合成介孔硅硬模板，200℃真空干燥脱水后将其反复浸渍于二茂铁与二乙烯基苯的混合体系中，后于氮气气氛中在85℃下热聚合24h，850℃进行碳化，后用质量分数为10%的HF脱除硅模板得到含有二茂铁的有序介孔碳复合材料。
1.3 纳米零价铁的应用及研究进展
1.3.1 纳米零价铁的还原性
零价铁化学性质活泼，电极电位E0(Fe2+/Fe0)=-0.44V，电负性大，还原能力强。20世纪80年代Gillham等[30]报道了零价铁对于氯代芳香烃的还原去除效果，并提出了零价铁在原位修复中的应用优势。零价铁由于具有还原能力强，反应活性高以及廉价易得等特点，成为化学还原法中的一个重要领域，在环境修复和污染治理中具有广阔的应用前景。随着纳米技术的发展，纳米材料粒径减小，表面原子占总原子的百分数急剧增加，表面活性高，反应速率快的特点为零价铁的应用带来了新的发展，成为国内外研究的热点。纳米零价铁（NZVI）应用于污染物处理中成本低，效率高，还原产物环境友好，适用于实施原位修复。
1.3.1.1 纳米零价铁在环境修复中的应用
NZVI由于其强还原性和高反应活性，对于一些难以氧化处理或是毒性较强不易于生物降解的物质均有很好的去除效果，已用于多种难降解的污染物质的处理，如硝基芳香族化合物、含氯有机物、偶氮染料、农药杀虫剂、硝酸盐以及重金属等。相较于焚烧、填埋等处理方式，NZVI具备去除效果好，应用成本低以及环境友好等特点，逐渐成为污染物处理和环境修复领域中的重要方法。
硝基苯（NB）、二硝基甲苯（DNT）、三硝基甲苯（TNT）等硝基芳香族化合物是燃料、炸药、化工、医药、农药以及有机合成等工业生产中常用的重要的原料和中间体。硝基芳香族化合物具有生物毒性且性质稳定，进入环境后不断累积，严重威胁到人类健康和生态环境，因此对于硝基芳香族化合物的处理控制是污染治理领域的重要工作，对硝基芳香族污染物的处理方法研究广泛。常用的吸附方法虽去除速率快，但仅能实现污染物质的转移并不能起到降解去除的作用，且成本高；焚烧处理则易造成二次污染，影响环境；萃取处理较适应于污染物浓度较高的情况下。硝基芳香族化合物所含硝基中的氮、氧原子的p轨道和苯环的p轨道能够形成大的共轭体系，同时硝基具备强吸电子性，导致苯环上p电子发生离域现象并使得最终的电子云密度降低。硝基芳香族化合物结构上的特征使得其不易进行氧化处理，并且高级氧化处理技术运行工艺复杂，所需成本高。同时硝基芳香族化合物具备生物毒性，不易于采用常规的生物处理方法。Agrawal等[31]于1995年提出利用零价铁处理硝基化合物，通过零价铁的还原作用可以将硝基转化为胺基，有效降低了硝基芳香族化合物的毒性，提高其可生化性，易于进行后续的生物方法处理。纳米材料技术的发展更为零价铁在污染物去除中的应用带来了更大的发展空间，NZVI较普通铁粉具备更强的还原活性，利用NZVI对硝基污染物进行处理具备较大潜力，被广泛用于硝基化合物的还原处理。