摘要：本文利用氧化石墨烯（GO）为载体，研发了具有高反应活性、抗钝化作用和持久有效的氧化石墨烯负载纳米铁复合材料（nZVI/rGO），并利用黄原胶（XG）对其加以稳定，以Cr(VI)作为目标污染物，考察其作为原位反应带修复材料的反应性、迁移性及修复效果。
结果表明，nZVI作为电子供体将电子传递到石墨烯表面，使得整个石墨烯表面作为还原Cr(VI)的活性位点，增强了还原Cr(VI)的能力，同时具有巨大比表面的rGO又可以分散纳米铁及还原产物，有效缓解还原产物包覆nZVI而造成的钝化，提高了Cr(VI)的去除速率和效率，能长期有效去除地下水中Cr(VI)污染。nZVI/rGO在饱和多孔介质中沉积量的对数与距离呈线性负相关，且具有明显的分段沉积现象。注入速度和介质粒径为nZVI/rGO应用的限制性因素。介质粒径与注入速度存在交互作用，共同影响nZVI/rGO的沉积。利用统计学方法获得了沉积速率系数Kdep和最大迁移距离Lmax的预测模型，用以预测和评估nZVI/rGO在实际场地的适用性。XG的添加显著增强了nZVI/rGO的稳定性，吸附相XG改善了nZVI/rGO的静电稳定性，自由相XG抑制了XG-nZVI/rGO的团聚和沉降。XG在nZVI/rGO表面的吸附密度是一定的。当nZVI/rGO注入浓度为0.83 g/L时，存在临界注入速度1.39 cm/min，当注入速度小于此值时，增加注入速度引起的团聚阻碍XG-nZVI/rGO的迁移；当注入速度大于这此值时，较大的水动力剪切导致的解团聚作用促进XG-nZVI/rGO的迁移。XG-nZVI/rGO在饱和多孔介质中的沉积机制受DLVO、布朗扩散、水动力剪切及拦截作用共同控制。粒径大于V2的XG-nZVI/rGO，拦截作用使颗粒截留在多孔介质中；粒径小于V1的XG-nZVI/rGO，其所受布朗动能小于二次能量极小时，则沉积在介质上；粒径在V1和V2之间的XG-nZVI/rGO，其所受水动力剪切扭矩小于粘附力矩时，则沉积在介质上。XG-nZVI/rGO浆液单井注入Cr(VI)污染含水层后，在注入井附近及下游形成稳定反应带覆盖区，实现对Cr(VI)污染地下水的有效去除并持续一段时间。XG-nZVI/rGO浆液注入后，注入井及下游的DO和ORP迅速下降，创造有利Cr (VI)去除的还原环境。并且不会显著改变水环境条件，如pH、Fe2+等，具有环境友好性。
关键词：氧化石墨烯负载纳米铁，原位反应带，迁移沉积，先验预测模型，地下水修复