钴活化过一硫酸盐降解水中有机污染物的研究进展
2021-08-19范文雯
李 妍,吴 奇,范文雯
(西安航空学院 能源与建筑学院,陕西 西安 710077)
随着我国工业与城镇化的快速发展,废水问题愈之严重。工业废水中有机污染物的降解已成为目前研究的热点之一。目前,处理难降解有机污染物的手段主要是高级氧化技术,它最大的特点是在反应过程中会产生大量的活性自由基。过一硫酸盐(PMS)的标准氧化还原电位为E0=+1.82 V,分子中含有O—O键,是一类氧化性较强的氧化剂,可以通过各种活化方法产生SO4-·和·OH,它们的氧化还原电位分别是E0= +2.6 ~ +3.1 V[1]和E0= +1.8~ +2.7 V[2],可以有效地降解有机污染物。在常见的过渡金属中,Co对过硫酸盐的活化性能最高,在Co2+与Co3+的转化中可以多次产生SO4-·,因此以过渡金属Co为基础的材料在活化过硫酸盐降解有机污染物技术中得到了广泛的应用。
本文综述了Co-PMS体系降解水中有机污染物的研究进展,介绍了均相及非均相Co-PMS体系的降解效果及存在问题,提出了该活化体系目前面临的问题,为Co-PMS体系对水中污染物的降解处理提供了一定的借鉴。
1 均相Co-PMS体系
在均相 Co-PMS 体系中Co以Co2+的形式存在,即在反应溶液中直接加入Co2+。常用的有Co(NO3)2、CoSO4、CoCl2和Co(CH3COO)2。Co-PMS体系的活化机理见图1[3]。由图1可见,在这个链式反应中,Co2+在水相产生的中间产物 CoOH+与PMS反应生成活性自由基SO4-·,SO4-·可将Co2+氧化为Co3+,Co3+又被PMS还原为Co2+[4],由此可以不断地生成活性自由基降解有机污染物。早在1956年,就有学者研究利用Co2+催化活化PMS[5]。随后,ANTONIOU等[6]比较了Fe2+-H2O2、Ag+-PS和Co2+-PMS体系对微囊藻毒素-LR的降解效果,发现Co2+-PMS体系的降解效果最好。JI等[7]比较了Co2+-PMS和Fe2+-PMS体系对阿特拉津的降解效果,发现Fe2+的用量是Co2+的千倍以上。……
