改性沼渣生物炭活化过硫酸盐去除加替沙星研究

为探究生物炭（BC）活化过硫酸氢钾（PMS）去除加替沙星（GAT）的机制,本实验以厨余沼渣为原料,制备沼渣生物炭,并进行改性处理得到钴炭复合材料（Co-BC）。探索了Co-BC活化PMS降解GAT的机理,研究了催化剂投加量、PMS溶液浓度、初始pH和反应温度对GAT去除率的影响,同时探究了Co-BC活化PMS的反应机制及其作为催化剂的可再生性。结果表明,改性后生物炭的孔隙结构得到改善,Co元素以CoO晶体形式存在于材料表面,且含有丰富羧基羟基等含氧官能团;Co-BC活化PMS体系对GAT的降解效果最佳,材料投加量和PMS浓度越大反应速率越快,高温碱性条件有利于反应进行;Co-BC活化PMS体系过程中存在自由基和非自由基两种机制协同降解机制;所制备的材料具备良好的再生性能,研究结论为水体中GAT的污染治理提供了新的思路。     

热解时间对污泥生物炭活化过硫酸盐的影响研究

污泥热解制备生物炭是一种污泥有效处理处置与资源化利用方法。通过控制热解时间,调控污泥生物炭表面的活性位点,改变过一硫酸盐（PMS）体系中的活性物种组成,可实现环丙沙星（CIP）的高效降解。研究发现,热解温度为700℃、热解时间为120 min时,污泥生物炭具有较高的PMS活化性能,对CIP的去除率近90%。机理探究表明,¹O₂在体系中发挥主要作用。C==O、吡咯氮和—OH位点有利于¹O₂产生,C—O、吡啶氮、晶格氧和Fe位点促进·OH和SO₄^·-释放,石墨氮可促进PMS活化产生SO₄^·-。     

nZVI@BC活化PMS氧化高硫酸盐废水中亚甲基蓝的研究

采用由小麦秸秆制备的生物炭（Biochar,BC）作为纳米零价铁（Nanoscale zero-valent iron,n ZVI）载体,制备出一种高效非均相催化剂-生物炭负载纳米零价铁（n ZVI@BC）,用于活化过一硫酸盐（Peroxymonosulfate,PMS）降解高硫酸盐印染废水中的典型染料亚甲基蓝（Methylene Blue,MB）。n ZVI@BC 表征结果表明,BC 具有优良的稳定性且富含活性官能团,负载于 BC 上的 n ZVI 分散性好。通过批次实验探究了初始 p H、n ZVI@BC 投加量、PMS 浓度和硫酸钠浓度对 n ZVI@BC/PMS 体系降解 MB 的影响。结果表明,在 MB 初始质量浓度为 40 mg/L,p H 为 3,n ZVI@BC 投加量为 0.2 g/L,PMS 质量浓度为 0.4 g/L,Na₂SO₄浓度为 0.2 mol/L 的条件下,反应 30 min 后 n ZVI@BC/PMS 体系对 MB 的降解率达到 90.36%。Na₂SO₄浓度超过...     

ZIFs-Co@AC材料催化活化过硫酸盐去除碱性品红的研究

采用微量热解法将类沸石型咪唑啉盐骨架负载在活性炭上制备成ZIFs型催化材料(ZIFs-Co@AC),通过催化活化过硫酸盐产生的硫酸根自由基对碱性品红进行催化去除。实验探究了溶液pH值、ZIFs-Co@AC投加量、过硫酸氢钾(PMS)投加量、温度、碱性品红初始浓度对去除率的影响。结果表明，ZIFs-Co@AC有较好的将PMS活化成硫酸根自由基的催化活性，从而碱性品红能够很好地被去除。当碱性品红染料初始质量浓度为120 mg/L,ZIFs-Co@AC投加量为50 mg、PMS投加量为30 mg、pH值为5.4时，25℃反应40 min后碱性品红的去除率达99.75%。     

生物炭基铁酸钴活化过一硫酸盐降解水中环丙沙星的性能研究

通过高温煅烧生物秸秆制备生物炭,借助水热法制备生物炭基铁酸钴,活化过一硫酸盐降解水中环丙沙星,考察生物炭/铁酸钴质量比、过一硫酸盐浓度、环丙沙星浓度对其降解性能的影响,在此基础上进一步探究其重复利用性和催化机理。研究表明,生物炭/铁酸钴质量比为1∶1,过一硫酸盐浓度为0.25 g/L时,对5～40 mg/L的环丙沙星均具有较好的降解效果,生物炭基铁酸钴重复利用5次后,活化过一硫酸盐对CIP的降解率仍高达80.0%。在降解过程中,以生物炭基铁酸钴活化过一硫酸盐产生的硫酸根自由基氧化降解环丙沙星为主要途径。     

离子热碳化制备Fe/N共掺杂生物炭及其催化性能研究

以铁基离子液体[BMIm]FeCl₄和木质纤维类生物质废弃物为前驱体,采用离子热碳化方法制得铁/氮共掺杂生物炭（Fe-N/BC）催化剂,并对其性质进行了表征。研究了Fe-N/BC催化剂活化过一硫酸盐（PMS）处理有机污染物罗丹明B和双酚A的性能,并对Fe-N/BC催化剂进行了吸附实验、催化动力学实验和自由基淬灭实验。结果表明,Fe-N/BC为包覆有铁金属纳米颗粒的氮掺杂石墨化碳材料,空泡结构和发达的孔隙结构使其具有很强的吸附性能,60 min后才达到吸附平衡,吸附50%的双酚A;加入氧化剂过一硫酸盐后,30 min后对双酚A的降解率达到95.5%,远远快于氮掺杂生物炭（N/BC）材料和生物炭（BC）。Fe-N/BC活化PMS降解双酚A过程中对pH不敏感,反应方式主要通过非自由基路径实现。     

稻壳生物炭/过硫酸盐降解水中四环素的研究

以稻壳为原料,制备了稻壳生物炭,并运用FTIR、XRD等进行表征,详细研究了稻壳生物炭/过硫酸盐体系对水中四环素的去除效果和机制,并对四环素降解过程进行了动力学分析。结果表明,制备的稻壳生物炭对过硫酸盐具有良好的活化性能,能协同过硫酸盐实现四环素的高效去除。稻壳生物炭/过硫酸盐体系对四环素的去除率显著高于单一生物炭、过硫酸盐体系和活性炭/过硫酸盐体系。稻壳生物炭/过硫酸盐体系降解100 mL浓度10 mg/L四环素的最佳工艺条件为：生物炭投加量3 g/L,过硫酸盐投加量12 mmol/L,反应温度60℃,初始溶液pH为5.5,反应时间为120 min。该条件下,四环素的去除率达93.9%。FTIR证实,制备的稻壳生物炭表面富含羟基、羧基等含氧官能团,可活化过硫酸盐产生更多硫酸根自由基。此外,水中共存阴离子对降解过程存在不同程度的抑制作用。动力学分析表明,四环素降解过程符合一级反应动力学模型;自由基猝灭实验证实,反应体系主导自由基为硫酸根自由基。     

碳基材料活化PMS降解新污染物研究进展

自然环境中新兴有机污染物（ECOs）的存在和去除引起广泛关注，如持续性有机污染物、抗生素、内分泌干扰物等对水生生物和人类产生存在潜在生态风险。过硫酸盐型高级氧化工艺因具有较强氧化降解污染物和选择去除特性，同时兼具广泛pH适应范围而受到广泛关注，而构建适宜的材料结构以实现过硫酸盐体系的高效活化是有效降解新污染物的关键。碳基材料因具有较丰富的官能团分布和结构稳定性，是高效活化过硫酸盐（PMS）的重要催化材料选择。本论文系统总结了可用于活化硫酸盐体系碳材料的结构特点及其活化机制，揭示了碳基材料活化PMS过程存在的自由基和非自由基途径，也对其在高活化效能和绿色环保应用方面的研究前景进行了展望。     

铁酸钴活化过一硫酸盐处理高盐废水中罗丹明B的研究

采用溶胶-凝胶法制备了催化剂铁酸钴（CoFe₂O₄）纳米材料,借助扫描电子显微镜（SEM）和 X 射线衍射仪（XRD）对催化剂进行了表征。配制了质量浓度 10 g/L 硫酸钠,50 mg/L 的罗丹明模拟废水,开展了铁酸钴活化 PMS降解高盐废水中罗丹明 B（RhB）的实验。对比了单独投加 PMS、CoFe₂O₄和同时投加 PMS/CoFe₂O₄对 RhB 的降解效果,探究了 PMS投加量、CoFe₂O₄投加量、初始 pH、硫酸钠含量等因素对过一硫酸盐/铁酸钴（PMS/CoFe₂O₄）体系降解RhB 效果的影响。结果表明,PMS/CoFe₂O₄体系降解高盐废水中 RhB 效果显著;硫酸钠的存在对 RhB 的降解过程有一定的抑制作用;在PMS投加量0.8 mmol/L、CoFe₂O₄投...     

水热生物炭基材料催化活化过氧单硫酸盐去除水中难降解有机物的研究进展

基于过氧单硫酸盐(PMS)的高级氧化工艺(AOPs)在高效去除难降解有机污染物的领域中具有广阔的应用前景。生物炭是可再生或废弃生物质碳化的固体产物，水热碳化是生物质资源化的低耗能过程，它的主要产物是水热生物炭(HC)。由于HC具有丰富的表面官能团，同时在制备过程中其表面组成和结构较易进行优化调控，HC作为一类新兴碳基功能材料用于催化活化PMS的AOPs过程对于难降解有机污染的高效去除提供了新的途径。文中从HC的生物质来源、合成方法及其活化PMS的机制、影响因素和应用等方面，阐述了HC/PMS体系去除水环境中难降解有机污染物的研究进展，并提出了该研究领域中亟需解决的问题和HC催化活化PMS研究的未来发展方向。     

钴铝铁三元类水滑石复合物活化PMS降解盐酸四环素

本文基于赤泥中的铁和铝组分,以赤泥为铁源与铝源,六水氯化钴为钴源,采用共沉淀法制备钴铝铁三元类水滑石材料（CoAlFe-LDHs）,用于活化过硫酸氢钾复合盐（PMS）降解盐酸四环素（TC-HCl）,考察了PMS投加量、CoAlFe-LDHs催化剂投加量、初始pH值及TC-HCl初始质量浓度对TC-HCl降解效果的影响。实验结果表明,在PMS物质的量浓度为0.75 mmol/L、CoAlFe-LDHs催化剂投加量为0.20 g/L、初始pH值为5.5、TC-HCl初始质量浓度为0.02 g/L的条件下,CoAlFe-LDHs对TC-HCl具有良好的降解效果,20min后TC-HCl的降解率可达97.6%。     

基于碳基催化剂活化过二硫酸盐降解有机污染物的研究进展

碳基催化剂作为一种绿色催化材料,可以有效防止有毒金属离子的浸出和二次污染。本文首先对碳基催化剂活化过二硫酸盐（PDS）降解有机污染物存在的三种反应机制进行了具体的阐述,对自由基机制和非自由基机制的优缺点进行了对比和讨论,对使用不同碳基材料（包括活性炭、石墨烯、碳纳米管、中孔炭、纳米金刚石、生物炭）作为催化剂活化过二硫酸盐降解有机污染物的研究进展进行了梳理,比较了不同碳基催化剂对有机污染物的选择性和降解效果,并对各种碳基材料存在的问题进行了总结;然后探讨了碳基催化剂掺杂改性对催化活性的影响及其机理,针对碳基催化剂存在稳定性和重复利用性差的问题介绍了几种碳催化剂再生方法,最后对碳催化剂用于活化PDS降解实际有机废水的前景做出了展望。     

CoFe2O4的制备及其活化过硫酸盐降解磺胺甲恶唑

采用简单的共沉淀法在不同煅烧温度下成功合成了一系列铁酸钴材料（CoFe2O4-X），通过SEM，XRD，BET，XPS等表征手段对其结构组成进行了分析，并将其用于活化过一硫酸盐（PMS）以降解磺胺甲恶唑（SMX）。考察了催化剂投加量、PMS用量、pH值和无机离子对SMX降解的影响。结果表明，550℃煅烧温度下获得的CoFe2O4-550具有最佳的催化性能，在最佳反应条件下，20 min内，SMX的降解率可高达95%，且TOC去除率可达80%。同时，CoFe2O4-550/PMS反应体系具有较广的pH适用范围（pH=5.00-9.00）。CoFe2O4-550催化剂可磁性回收，具有较好的稳定性和重复使用性。自由基淬灭实验表明，在该降解反应过程中产生了大量的SO4-?和?OH自由基，并提出了相应的催化降解机理。这项工作将为有效处理含有SMX化合物的废水提供一种新思路。     

CoFe2O4@MS活化过一硫酸盐处理6-硝氧体废水的研究

采用溶胶-凝胶法制备了催化剂CoFe₂O₄@MS,对以其活化过一硫酸盐（PMS）处理重要染料中间体废水 6-硝氧体废水进行了研究。采用扫描电子显微镜（SEM）、X 射线衍射仪（XRD）和傅立叶变换红外吸收光谱仪（FTIR）对催化剂进行表征。系统研究了 PMS投量、催化剂投量、初始 pH 和反应温度对 CoFe₂O₄@MS/PMS 体系处理 6-硝氧体废水的影响。结果表明：CoFe₂O₄@MS/PMS 催化体系对 6-硝氧体废水 COD 降解效果显著;6-硝氧体废水 COD 降解率随 PMS 投量先增加后减少,随催化剂投量和温度的增加而增加;6-硝氧体废水 COD 降解在强酸性条件下效果最好,在强碱性条件下效果大幅降低。在实际废水处理时,选择 PMS投量 12 g/L、催化剂投量 0.5 g/L,在常温（25 ℃）下无需调 pH,反应 60 min 内对 6-硝氧体废水的 COD 降解率可达 99.84%。实验结果可为非均相过渡金属催化剂活化PMS 处理萘磺...     

氮掺杂中空多孔碳材料活化过一硫酸盐催化降解双酚A

在高级氧化（AOPs）过程中，合理设计出环境友好、稳定高效的催化剂对水污染降解具有重要意义。使用原位聚合的方法合成了氮掺杂中空多孔碳材料（NHPC），并将其作为催化降解双酚A （BPA）的过一硫酸盐（PMS）活化剂；结合动力学分析与多种表征手段，探究了结构缺陷、sp²杂化碳、氧官能团和3种典型的N键构型（吡啶N、吡咯N和石墨N）等因素对催化氧化反应性能的影响。BPA的反应速率常数与石墨N含量呈线性相关，表明石墨N是主要活性位点。同时，热处理可以通过再生石墨N来恢复催化剂活性，再生后的催化剂性能优于未使用的催化剂。自由基猝灭实验和电化学测试分析确定了NHPC-800/PMS体系主要是通过超氧自由基（O₂^·-）介导的自由基过程降解双酚A （BPA）。加深了对氮掺杂碳基催化剂活化过硫酸盐的理解，对其在环境修复中的实际应用具有指导意义。     

LaCoO3钙钛矿活化过一硫酸盐降解萘普生

在催化活化过一硫酸盐(PMS)降解水中污染物的反应中,通过添加钴基钙钛矿提高反应效率。利用溶胶凝胶法制备了LaCoO₃钙钛矿,通过实验评估LaCoO₃/PMS体系对非甾体抗炎药萘普生（NAP）的降解效果。分析了LaCoO₃投加量、PMS投加量、反应初始pH、Cl^-浓度和腐殖酸（HA）对NAP去除率的影响以及该体系的矿化能力。结果表明NAP降解的反应速率随LaCoO₃和PMS投加量增加而增大;反应初始pH在5.0时NAP降解效果最好;溶液中存在Cl^-对降解有促进效果,且Cl^-浓度越大促进效果越明显;腐殖酸（HA）对反应有一定程度的抑制效果;LaCoO₃在重复利用5次时仍有较好的稳定性。此外,自由基淬灭实验结果表明在LaCoO₃/PMS体系中SO₄^·-为主要活性物质。     

磁性CoFe_2O_4催化PMS降解水体中磺胺甲基嘧啶的研究

针对普通工艺难以降解水中磺胺类抗生素现象,采用CoFe_2O_4/PMS工艺降解水中磺胺甲基嘧啶。磁性纳米铁酸钴(CoFe_2O_4)通过催化分解单过氧硫酸氢钾(PMS)产生具有强氧化性的硫酸自由基(·SO_4~-)降解水中磺胺甲基嘧啶,探讨了溶液中CoFe_2O_4浓度、PMS浓度、温度、反应物初始浓度、pH、无机阴离子和腐植酸浓度等影响因素。结果表明,降解过程符合拟一级动力学模型。一定范围内,CoFe_2O_4、PMS浓度越高,降解速率越快;温度对降解效果影响较大;反应物初始浓度与降解速率呈负相关;pH=9时降解速率最快;一定浓度的HCO_3~-促进磺胺甲基嘧啶的降解,Cl-则抑制其降解;腐植酸浓度越高,降解速率越慢。     

过渡金属离子-超声协同活化过硫酸氢钾研究

以酸性橙7(AO7)为目标污染物,分别考察了Ni~(2+)、Zn~(2+)、Zr~(2+)、Mn~(2+)、Cu~(2+)、Fe~(3+)协同超声(US)活化过一硫酸盐(PMS)降解水体中AO7的效果及降解机理。结果表明,Ni~(2+)-PMS-US、Zr~(2+)-PMS-US、Zn~(2+)-PMS-US体系能有效提升活化PMS的能力;Mn~(2+)-PMS-US、Fe~(3+)-PMS-US体系的活化能力低于Mn~(2+)-PMS、Fe~(3+)-PMS体系活化PMS的能力;Cu~(2+)-US降解污染物的能力有所提高,但加入PMS后去除率反而有所下降。在Ni~(2+)、Zn~(2+)、Zr~(2+)协同超声活化PMS的体系中加入甲醇(MA)和叔丁醇(TBA)后明显抑制AO7的降解,Ni~(2+)和Zr~(2+)体系中主要氧化物种为硫酸根自由基(SO4-·)和羟基自由基(OH·),Zn~(2+)体系中主要氧化物种为大部分OH·和少量SO4-·。     

磁性CoFe_2O_4催化PMS降解水体中磺胺甲基嘧啶的研究

针对普通工艺难以降解水中磺胺类抗生素现象,采用CoFe_2O_4/PMS工艺降解水中磺胺甲基嘧啶。磁性纳米铁酸钴(CoFe_2O_4)通过催化分解单过氧硫酸氢钾(PMS)产生具有强氧化性的硫酸自由基(·SO_4^-)降解水中磺胺甲基嘧啶,探讨了溶液中CoFe_2O_4浓度、PMS浓度、温度、反应物初始浓度、pH、无机阴离子和腐植酸浓度等影响因素。结果表明,降解过程符合拟一级动力学模型。一定范围内,CoFe_2O_4、PMS浓度越高,降解速率越快;温度对降解效果影响较大;反应物初始浓度与降解速率呈负相关;pH=9时降解速率最快;一定浓度的HCO_3-)降解水中磺胺甲基嘧啶,探讨了溶液中CoFe_2O_4浓度、PMS浓度、温度、反应物初始浓度、pH、无机阴离子和腐植酸浓度等影响因素。结果表明,降解过程符合拟一级动力学模型。一定范围内,CoFe_2O_4、PMS浓度越高,降解速率越快;温度对降解效果影响较大;反应物初始浓度与降解速率呈负相关;pH=9时降解速率最快;一定浓度的HCO_3^-促进磺胺甲基嘧啶的降解,Cl-则抑制其降解;腐植酸浓度越高,降解速率越慢。     

MnFe2O4-CR的制备及其活化PMS降解盐酸四环素

利用水热法将MnFe2O4负载在生物质气化炭渣（CR）得到负载型复合催化剂MnFe2O4-CR,通过SEM、XRD、XPS、BET和VSM等技术对复合催化剂进行表征,并将其用于活化过一硫酸盐（PMS）降解盐酸四环素(TC)。考察了不同反应体系、催化剂的不同复合比例、PMS用量、催化剂用量、温度、pH、阴离子（HCO3–、H2PO4–、Cl–、NO3–）和腐植酸（HA）对MnFe2O4-CR/PMS体系降解TC的影响,并探究了MnFe2O4-CR的稳定性和循环使用性,探讨了MnFe2O4-CR/PMS体系中TC可能的降解机理。结果表明,MnFe2O4与炭渣的质量比为1∶2时制备的MnFe2O4-CR催化效果良好,在30 ℃,30 mg MnFe2O4-CR催化40 mg PMS,在90 min内对100 mL质量浓度为50 mg/L自然pH的TC溶液中TC的降解率达到91.32%;MnFe2O4-CR可利用其磁性回收,经过5次循环利用,催化PMS降解TC的降解率仍能达到82.90%。表明MnFe2O4-CR具有良好的稳定性和重复使用性。自由基淬灭实验表明,MnFe2O4-CR/PMS体系中,SO4??、?OH 、1O2 和O2??是降解TC的主要活性氧物种,并提出了相应的催化降解机理。