浸渍热解法制备铁改性生物炭活化过硫酸盐去除2,4-二硝基甲苯

作者：曹媛; 李晓东; 彭昌盛; 孙宗全; 沈佳伦^*; 马福俊; 谷庆宝

来源：环境工程, 2021, 39(11): 135-178.

DOI：10.13205/j.hjgc.202111017

• 过硫酸盐
• 铁改性生物炭
• 浸渍热解法
• 2,4-二硝基甲苯

为探究并优化浸渍热解法制备铁改性生物炭(MBC)活化过硫酸盐(PS)对有机污染物去除的试验条件及影响因素,以2,4-二硝基甲苯(2,4-DNT)为目标污染物,考察了热解参数(热解温度、升温速率和停留时间)、FeCl3浸渍浓度及初始pH值对2,4-DNT去除的影响,并采用电子自旋共振波谱技术及自由基猝灭试验鉴定了PS/MBC体系中生成的自由基。结果表明:1)热解温度对MBC活化PS去除2,4-DNT的影响最显著,其次为升温速率和停留时间;当热解温度、停留时间和升温速率分别为300℃、3 h和10℃/min时,热解制备的MBC对活化PS去除2,4-DNT的效果最佳;2)FeCl3浸渍浓度是影响MBC活化性能的重要因素,随着FeCl3浸渍浓度的升高,2,4-DNT的去除率先增后减,当FeCl3的浸渍浓度为100 mmol/L时,5 h内2,4-DNT的去除率可达到100%,2,4-DNT去除的准一级动力学常数(kobs)为1.373 min-1;3)当初始pH值为5.0～9.0时,2,4-DNT均具有较好的去除效果,其去除率为94.5%～83.6%,kobs为0.606～0.345 min-1;4)PS/MBC体系中生成的·OH是2,4-DNT去除的主要原因,其强度随MBC的热解温度和FeCl3浸渍浓度的不同差异较大。研究结果表明,浸渍热解法制备的MBC可有效活化PS实现污染物的高效去除,为PS化学氧化处理有机污染水体提供了新思路。

• 单位
  环境科学与工程学院; 中国海洋大学; 中国环境科学研究院