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生物炭基催化剂活化过硫酸盐处理不同污染物的研究现状

2024-03-07尹寄全温璐菁纪欣雨王家祥赵学宇朱兆亮

工业用水与废水 2024年1期
关键词:催化剂生物

尹寄全, 温璐菁, 纪欣雨, 王家祥, 赵学宇, 朱兆亮*

(1.山东建筑大学 市政与环境工程学院, 济南 250101; 2.光大水务(济南)有限公司, 济南 250031)

目前废水中污染物的去除常采用物理吸附、 膜分离、 生物处理、 高级氧化等方法[1], 其中高级氧化法(AOPs)降解污染物具有快速、 高效、 经济、环境友好等优点, 被誉为绿色水处理技术[2]。 高级氧化技术的核心是在光能、 电能等外界能量及O3、H2O2等外界物质的不断输入下, 经过一系列的物理化学反应, 产生具有强氧化性的羟基自由基(·OH)、过氧自由基()等, 再通过自由基和污染物的加合、 取代、 电子转移等将废水中的有机物氧化成无机盐、 CO2和H2O 等[3]。

高级氧化技术主要有光催化氧化、 芬顿氧化、臭氧氧化、 声化学氧化、 电化学氧化、 过硫酸盐氧化等。 传统的AOPs 一般以H2O2(氧化剂)产生的·OH 来降解有机物, 而在过硫酸盐氧化体系中,有机污染物可以通过过硫酸盐的活化, 利用产生的硫酸根自由基()来进行降解。 Zhao 等[4]经研究发现,的半衰期比·OH 长,的半衰期为30 ~40 μs,·OH 的半衰期小于1 μs;的氧化电位为2.5 ~3.1 V, ·OH 的氧化电位为1.9 ~2.7 V; 与·OH 相比,的选择性更强、 受pH 值的影响更小(pH 值适应范围为2 ~8)。 过硫酸盐氧化体系具有环保、 高效、 彻底及反应条件温和等优点, 被广泛应用于水环境治理等领域。

生物炭作为一种新型材料, 其成本低廉、 比表面积大、 含氧官能团丰富, 具有优异的导电性能,常被用于非均相活化过硫酸盐降解有机污染物[5]。然而原始生物炭作为催化材料活化过硫酸盐也有分离困难及活化效率低等问题, 因此, 开发新型高效生物炭基催化材料, 提高其在活化过硫酸盐体系中降解有机污染物的能力得到了越来越多的关注。……

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