随着人类经济的发展,地球面临着相对严峻的环境问题,例如重金属及无机阴离子污染。这些污染问题严重地影响了生态安全和社会的可持续发展,因此环境修复成为当下研究热点。在环境治理中,零价铁因其高效低毒性等特性而被广泛应用,但微米零价铁颗粒尺寸较大,有效利用率低,易与空气和水接触形成氧化膜而使活性降低。在本文中,我们采用液氮浸泡铁粉,低温诱导铁粉表面产生裂缝,暴露出更多的零价铁和二价铁。对于不同的重金属污染物,液氮处理表现出截然不同的作用。液氮处理后的铁粉对锌(Zn)、镉(Cd)、汞(Hg)、银(Ag)的去除效果增强,相反,对镍(Ni)、铅(Pb)、铜(Cu)的去除则被抑制。我们发现,这主要与氧化还原电势和去除机制有关。液氮处理后的铁粉,Fe(0)会增多,溶液中能产生更多的OH-,从而会促进Zn(Ⅱ)和Cd(Ⅰ)的共沉淀。同时,增加的Fe(0)和Fe(Ⅱ)都能够促进Hg(Ⅱ)和Ag(Ⅰ)的还原。然而,在被液氮处理后,铁粉表面的-OH或其他官能团的减少则可能会抑制镍(Ni)、铅(Pb)和铜(Cu)的去除。另外,我们发现液氮处理能促进铁粉去除硝酸根的效率。在中性或碱性条件下,铁粉几乎不能去除硝酸根,而酸性条件则能够加速去除。硝酸根主要被还原成NH4+,以及少量的NO2-、N2等物种。同时,氧气的加入能够加速硝酸根去除的进程,零价铁被氧化成赤铁矿和磁铁矿等铁氧化物或铁氢氧化物。磁铁矿具有良好的导电性能,能够加速零价铁传输电子的能力,从而促进硝酸根的去除。本文用液氮处理铁粉以去除系列重金属和无机阴离子,在一定程度上对微米零价铁表面进行了改性。液氮处理铁粉的方法简单易操作,且经济安全,为零价铁的改性运用提供了新思路。另外,本文通过液氮处理前后的铁粉将不同污染物的不同性质体现出来,为我们深入研究不同污染物的去除奠定了基础。