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
2021-03-30孙金龙张宇刘福跃田浩然刘崎峰
孙金龙,张宇,刘福跃,田浩然,刘崎峰,2
(1内蒙古大学生态与环境学院,内蒙古呼和浩特010021;2 内蒙古自治区煤化工废水处理与资源化工程技术研究中心,内蒙古呼和浩特010021)
工业的快速发展,产生了大量来自印染、制药、化工等行业的工业废水,其中含有的大量难降解的有机污染物,具有成分复杂、高化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)、高含盐量,高毒性、高污染性等特点,并且无法通过传统的生物化学方法得到有效去除[1-3]。高级氧化技术(advanced oxidation processes,AOPS)是通过产生羟基自由基或其他活性氧物种(reactive oxygen species,ROS)并利用其强氧化性对污染物进行深度处理的技术,具有优异的处理效果、较快的反应速度、二次污染小、适用性强等特点,可以将难降解有机污染物氧化分解成小分子物质,甚至能够将其直接矿化为CO2和H2O,从而有效提高污水的可生化性[4-6]。基于硫酸根自由基(·S)的高级氧化技术是近年来发展起来的一类处理难降解有机污染物的新型技术[7-9]。·S主要通过活化过硫酸盐(包括过一硫酸盐PMS和过二硫酸盐PDS)产生,通过活化过硫酸盐产生的·S具有高氧化还原电位(E0=2.5~3.1V),相比于羟基自由基(·OH),·S可以使有机物矿化程度更高,有较强的氧化能力并对难降解有机物具有优异的处理效果[10-11]。
PMS或PDS与大多数有机污染物的直接反应较为缓慢。为了产生具有高氧化能力的硫酸根自由基,要对过硫酸盐进行活化。PMS 和PDS 因分子结构不同在活化过程中也有差异,PMS分子是不对称的,而PDS 是对称的,PDS 和PMS 中的过氧键O—O 键长分别为1.497Å 和1.460Å(1Å=10-10m),解离键能分别为92kJ/mol 和377kJ/mol,较长的键长意味着需要较低的解离能,因此PDS 更容易解离[12-14]。……
