DOI: 10.1039/d0ra10235k

零价铁纳米颗粒（ZVI NPs）在去除有机污染物和重金属离子以进行环境修复方面具有广阔的应用前景。然而，在储存和工作条件下，防止ZVI NP氧化以及控制Fe离子释放尤为重要。在这项研究中，通过静电纺丝制备具有不同结构的聚丙烯腈（PAN）/Fe3+纳米纤维垫，然后在还原气氛中对PAN纳米纤维垫进行退火处理，以将ZVI NPs封装在单轴和同轴碳纳米纤维中。SEM图像显示，碳纳米纤维的直径受退火处理后纳米纤维的结构和ZVI NPs含量影响。通过XPS光谱和HRTEM表征证实了ZVI NP的形成。使用亚甲基蓝（MB）评估了封装在碳纳米纤维垫中的ZVI NPs对有机污染物的催化降解作用。结果表明，随着纳米纤维中ZVI NP含量的增加，MB的降解速率显著提高。MB可以被具有单轴结构或同轴结构的纳米纤维垫完全降解，但单轴结构的降解速率高于同轴结构。本研究为在紧急或长期环境修复中利用封装ZVI NPs的碳纳米纤维垫去除有机污染物提供了替代方案。

图1.所制备的纳米纤维垫在退火处理之前（左两栏）和退火处理之后（右栏）的SEM图像。（a和b）S1，（c）S1-a，（d和e）S2，（f）S2-a，（g和h）S3，（i）S3-a，（j和k）C1，（l）C1-a，（m和n）C2，（o）C2-a，（p和q）C3，（r）C3-a，（s和t）S0，（u）S0-a。

图2.退火后所制备的纳米纤维垫的XRD图谱（a）和FT-IR光谱图（b）。

图3.退火处理后所制备的纳米纤维垫的TEM和HRTEM图像。（a-c）S1-a，（d-f）S2-a，（g-i）S3-a，（j-l）C1-a，（m-o）C2-a，（p-r）C3-a和（s-u）S0-a。

图4.退火处理后所制备的纳米纤维垫中Fe2p的XPS光谱。（a）S1-a，（b）S2-a，（c）S3-a，（d）C1-a，（e）C2-a，（f）C3-a。

图5.在不同时间间隔下，当存在过氧化氢时，用所制备的纳米纤维垫处理的MB溶液的UV-Vis光谱。（a）S1-a，（b）S2-a，（c）S3-a，（d）C1-a，（e）C2-a，（f）C3-a。

图6.由所制备的具有不同结构的纳米纤维垫进行催化降解反应的动力学曲线。