铁基生物炭活化过硫酸盐处理有机废水的研究进展

环境中富集的各种有机污染物对生态系统和人体健康存在较大威胁。近年来，基于过硫酸盐（PS）的高级氧化技术（AOPs）因操作简单、成本较低且氧化还原能力强，在高效降解有机污染物方面展现出巨大潜力。铁基生物炭（Fe-biochar）由于具有吸附和催化的双重优势，在活化PS降解有机污染物领域得到了广泛应用。简述了Febiochar复合材料的制备方法，介绍了Fe-biochar活化PS过程的影响因素，分析了污染物降解过程中存在的反应机制。Fe-biochar不仅可以通过吸附作用去除污染物，还可以通过高效的电子转移来介导Fe-biochar/PS体系中自由基途径和非自由基途径对污染物进行降解。同时，对Fe-biochar的重复利用性和稳定性进行了讨论，提出了几种Fe-biochar高效再生的方法。最后对Fe-biochar用于活化PS降解有机污染物的实际应用进行了展望，以期为难降解有机污染物处理及生物质高值化利用提供参考。     

玉米秸秆生物炭活化过硫酸盐催化降解罗丹明B的性能研究

以玉米秸秆为原料，制备了不同温度的生物炭材料，以罗丹明B(RB)为目标有机污染物，研究了过硫酸盐种类和浓度、生物炭热解温度、RB浓度以及小分子酸等对生物炭活化过硫酸盐降解RB性能的影响，并开展了模拟水样中RB的降解实验。结果表明：生物炭能够有效活化过一硫酸盐（PMS）和过二硫酸盐（PDS），进而促进RB的降解，其中生物炭-PMS体系的催化活性更强；热解温度影响生物炭活化PMS的催化活性，较低热解温度制备生物炭的催化性能更好；生物炭-PMS体系的催化活性随着PMS浓度的增加或RB浓度的降低而增加；3种小分子酸（柠檬酸、抗坏血酸、草酸）能显著促进体系的催化能力；RB的初始浓度与初始降解速率符合Langmuir-Hinshelwood动力学模型，说明在RB降解过程中，吸附作用发挥着重要作用；生物炭-PMS体系降解人工地下水中RB的效果有所降低。     

污泥生物炭催化高级氧化过程进展

作为废水处理过程的副产物,污泥的高效处理处置是环保领域的难题之一。通过高温热解将污泥转化为生物炭是一种有效的污泥资源化途径。污泥生物炭不仅可作为“吸附剂”吸附去除水体中污染物,还可作为新型“催化剂”高效催化高级氧化过程以降解水体中的有机污染物。本文综述了近些年来国内外关于污泥生物炭在高级氧化技术领域尤其是催化过硫酸盐（PS）、过氧化氢（H₂O₂）、臭氧（O₃）以及光催化等氧化过程降解有机污染物的研究进展。通过探讨污泥生物炭的表面官能团、掺杂改性杂原子、负载过渡金属及其氧化物以及与其他技术耦合催化降解有机污染物的研究现状,进一步揭示污泥生物炭催化作用的关键活性位点以及催化机理。最后提出该领域目前面临的主要问题及未来发展方向,为污泥生物炭进一步实现高附加值资源化利用提供重要参考。     

UV/PMS降解有机物研究进展

基于活化过硫酸盐(PMS)的新型高级氧化技术(AOPs),相对于传统氧化技术具有低成本、稳定性强、氧化效率高等优点，已成为水污染治理领域的前沿热点课题，活化PMS(过硫酸盐)氧化工艺对于降解水中新兴微污染物具有潜在应用价值，应用前景广阔。因此，综述了近年来紫外活化过硫酸盐的新型高级氧化技术，包括紫外-过渡金属活化、碳材料-紫外活化等，对降解有机污染物的研究现状进行了简要而系统的综述，此外，还阐述了紫外活化PMS技术降解氧化有机污染物的影响因素和机理，最后对该技术目前在应用上的机遇和不足进行了探讨，对该领域的发展前景进行了展望。     

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。     

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。     

生物炭持久性自由基形成机制及环境应用研究进展

持久性自由基（PFRs）因其持续反应活性和潜在毒性而日益受到广泛关注。生物炭在高温热解和水热碳化制备过程中会产生PFRs，并可转化形成活性氧物质，从而促进环境污染物的氧化还原转化和降解，同时也产生潜在的环境健康风险。本文综述了生物炭PFRs的国内外研究进展，归纳了PFRs在生物炭制备过程中的形成和转化机制，总结了生物炭PFRs生成ROS降解有机污染物、光诱导氧化降解有机污染物、重金属氧化还原转化等方面的环境应用研究现状，初步探讨了生物炭PFRs的毒性效应，并对今后的研究发展方向提出了展望，以期为生物炭PFRs的进一步环境应用提供方向和依据。     

高级氧化技术在对氯硝基苯污染控制中的应用研究

对氯硝基苯(p-CNB)的污染控制问题受到研究者的广泛关注,高级氧化技术(AOPs)是一种能有效降解难降解有机污染物的水处理技术。阐述了化学催化氧化、光催化氧化、电催化氧化等典型AOPs的原理,总结了AOPs处理p-CNB的研究现状与进展,探讨各种技术在降解p-CNB过程中的一些不足,提出AOPs技术在今后的发展趋势。     

改性生物炭活化过硫酸盐应用及机理研究进展

生物炭（BC）由于活化性能良好、成本低且绿色环保，广泛应用于活化过硫酸盐（PS）去除水中难降解有机污染物。不同的改性修饰方法可以丰富BC表面活性位点，进一步增强BC的理化性质，提高活化性能与稳定性。首先，综述了生物炭应用于活化PS的改性方法；其次，总结了BC激活PS的反应活性位点，PS活化的自由基与非自由基途径及其差异；接着，分析了改性以及生物质原料对两种不同活化途径之间的转化影响；最后，展望了BC活化PS应用及机理研究的发展方向。     

碳纳米纤维负载氧化钴/钴催化剂的制备及降解含双酚A废水的研究

双酚 A(BPA)是一种很常见的工业原料,对生物体有着内分泌干扰的危害,对水体环境和人类健康有着极大的危害。而高级氧化技术(AOPs)是一种高效处理有机污染物的良好方法,其通过高性能的催化剂活化过硫酸盐(PMS)从而实现对有机污染物的降解。本研究中,我们探索了基于 ZIF67@ZIF8 核壳材料所制备的负载型催化剂,并研究了其与 PMS 联用降解双酚 A 的性能和机理。我们通过混合反应、静电纺丝和热处理三步法成功制备了碳纳米纤维负载氧化钴/钴催化剂(CoO/Co@CNF)。CoO/Co@CNF 的催化性能通过激活过一硫酸盐(PMS)降解双酚 A(BPA)来评估。在 5 min 内,CoO/Co@CNF+PMS 体系对 20 mg·L^-1的 BPA 去除率达到 99.87 %。说明纳米纤维负载 ZIF67@ZIF8 核壳材料衍生物的复合催化剂作为高级氧化技术所需的催化剂,在有机废水处理领域有着良好的应用前景。     

木质纤维素类生物质水热炭化机理及水热炭应用进展

通过水热炭化方法 （HTC）制备纤维类生物质炭材料，是当前废弃生物质高值化处理的一种方式。生物质具有种类繁多、结构复杂的特点，在不同的水热条件下涉及水解、降解、聚合等复杂反应。制备的水热炭性质如形貌、孔结构、表面官能团分布等受原料物理化学结构和水热反应条件影响较大，而水热炭的性质直接影响水热炭的应用。木质素炭化需要较高的水热强度，生成的水热炭石墨化程度和稳定性更高，可应用于导电、耐高温材料等领域；纤维素、半纤维素相对于木质素炭化温度低，更易形成多孔结构，获得更高的比表面积。另外二者因富含羟基，制备的水热炭表面具有丰富的含氧官能团，有利于通过静电吸附、离子交换等过程实现污染物吸附，进一步应用于环境治理等领域。水热温度主要影响炭化程度和水热炭得率，而水热时间则对水热炭形貌具有更明显的作用。通过改性可以定向调控水热炭性能，扩大其应用领域范围。为明晰不同条件下水热炭的结构变化，本文综述了纤维类生物质的种类、原料组成及水热条件对水热炭结构的影响，深入分析了水热炭生成机理，探讨了生物炭改性方法，归纳了生物炭在不同领域的应用并展望了未来的发展方向和前景，为生物质基水热炭研究提供参考。     

氮硫共掺杂生物质铁炭材料活化PMS降解双酚A研究

以硫脲、樱桃核粉末和无水三氯化铁为原料,通过一锅煅烧法制备出氮硫共掺杂的生物质铁炭材料(Fe/NS-BC)。该材料能有效活化PMS,在0.1 g/L Fe/NS_0.03-BC和0.5 g/L PMS存在的条件下,20 mg/L的双酚A在30 min时被完全去除。自由基猝灭实验证明Fe/NS_0.03-BC/PMS体系中存在SO₄^·-、·OH和¹O₂三种活性氧物种。碳基体中掺杂的氮、硫和铁之间的协同作用是Fe/NS-BC能高效活化PMS降解有机物的主要原因。Fe/NS-BC具有合成方法简单、成本低廉、环境友好等优点,在有机污染物的降解方面具有良好的应用前景。     

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。     

氮掺杂石墨碳负载Fe–Mn普鲁士蓝类似物衍生的FeMnO的制备及活化单过硫酸盐去除罗丹明B

非均相催化剂活化单过硫酸盐(PMS)是一种有效的有机污染物降解技术,但硫酸根自由基(SO₄~–·)受限于较高的氧化还原电位难以得到有效激活。采用高温碳化法合成了过渡族双金属氧化物(Fe_0.099Mn_0.901O/Fe Mn₂O₄)氮掺杂碳纳米片催化剂,在PMS活化体系中,FeMnO@C在10 min内对罗丹明B(RhB)的降解效率达到95.5%。FeMnO@C催化剂表面Mn、Fe离子之间的氧化还原循环过程同PMS自分解后产生的一系列自由基,使得FeMnO@C保持优异的催化降解性能。捕获实验表明¹O₂是主要贡献自由基。此外,FeMnO@C催化剂磁性可回收具有良好的循环稳定性,在连续5次循环后仍保持84.7%的Rh B去除率。     

二氧化钛/生物炭复合材料的研究进展

以生物炭为载体,在其表面负载光催化剂的复合材料受到越来越广泛的关注。利用生物炭的强吸附性能和光催化剂对有机污染物降解的彻底性,为吸附技术和光催化技术的有机结合开辟了新的思路。介绍了近年来生物炭负载二氧化钛(TiO_2)光催化剂复合材料的制备方法和降解机理,对其应用前景进行了展望,以期为制备更高效的生物炭负载光催化剂的研究提供参考。     

生物炭基光催化剂的制备、性能及环境应用研究进展

生物炭因具有独特的表面性质、易修饰的官能团、良好的导电性和化学稳定性常被用作光催化剂的载体。将光催化剂与生物炭复合制备得到生物炭基光催化剂,不仅将二者的优势有效结合起来,同时得到的复合材料在官能团、孔性能、表面活性位点、催化降解能力等方面均有显著改善。生物炭良好的导电性提高了光催化过程中电子-空穴对分离的效率,丰富的表面官能团能够吸附固定不同的污染物,便于其光催化去除。本文综述了生物炭基光催化剂的各种制备工艺、催化性能及其对废水处理的影响,详细地介绍了溶胶-凝胶、超声、水热/溶剂热、水解、焙烧、沉淀和热缩聚等生物炭基光催化剂的制备方法。此外,还通过深入的机理分析,探讨了生物炭基光催化剂对污染物的吸附和光催化降解的协同效应。最后,归纳了生物炭基光催化剂在不同污染物去除方面的应用并展望了未来的发展前景和潜力。     

改性活化过硫酸盐应用及机理研究进展

生物炭(BC)由于活化性能良好、成本低且绿色环保,已广泛应用于活化过硫酸盐(PS)去除水中难降解有机污染物.不同的改性修饰方法可以丰富BC表面活性位点,进一步增强BC的理化性质,提高活化性能与稳定性.首先,综述了BC应用于活化PS的改性方法;其次,总结了BC活化PS的反应活性位点,PS活化的自由基与非自由基途径及其差异...     

钴基双金属催化剂活化过一硫酸盐技术研究

活化过硫酸盐的高级氧化技术(SR-AOPs)在降解有机污染物方面效果优异且成本低廉,成为了现阶段的研究重点.钴基双金属催化剂是由两种不同的金属组成,比单金属催化剂的催化性能更好,可以有效活化过一硫酸盐(PMS),转换成硫酸盐自由基.本文阐述了钴镍催化剂、钴锌催化剂、钴铜催化剂和钴铁催化剂活化PMS降解有机污染物的机理,...     

过渡金属-生物炭活化过硫酸盐的研究进展

在应用过硫酸盐高级氧化技术降解有机污染物的过程中，过渡金属-生物炭复合催化剂凭借其独特的优势及发展前景而占有重要地位。综述了近年来各种过渡金属-生物炭复合催化剂在活化过硫酸盐中的研究进展，对包括钴-生物炭、铁-生物炭、铜-生物炭和二元过渡金属-生物炭在内的各种复合催化剂活化机制进行了分析和探讨。最后提出了该研究领域中存在的问题及未来发展的方向，期望为过渡金属-生物炭复合材料在过硫酸盐活化领域的进一步推广和应用提供参考。     

基于AMD回收的生物炭修饰LDHs降解土霉素研究

采用共沉淀法模拟酸性矿山废水(Acid Mine Drainage, AMD)的中和处理过程，利用生物炭优化调控中和过程，负载修饰获得层状双氢氧化物-生物炭复合材料(Recovered Layered Double Hydroxides, RLDH@BC),用于活化过一硫酸盐(PMS)降解水中土霉素(OTC)。各项表征结果证明，该方法可成功从AMD中回收RLDH@BC。降解实验表明，RLDH@BC可在广泛的pH范围(3～11)高效活化PMS降解OTC,最高去除效率达到88%;共存离子实验表明，NO^-₃和HCO^-₃共存条件下OTC的去除率从86.2%分别降至82.3%、82.2%,影响较小；而Cl^-和H₂PO■共存时，OTC的去除率分别降至76.1%、68.7%,产生一定影响。猝灭实验表明，在RLDH@BC/PMS体系中，自由基和非自由基共同作用，其中自由基占主导作用。经过5个循环后，70%的OTC在20 min内被去除，说明材料具有良好的循环利用性。该研究...