铁氮生物炭的制备及催化过一硫酸盐（PMS）降解水体中四环素

作者：刘丽; 范世锁^*; 梅杨璐

来源：环境化学, 2023, 42(07): 2478-2491.

• 秸秆
• 生物炭
• 铁氮改性
• 四环素降解
• 1O2)" name="keyword">单线态氧(1O2)

本文以水稻秸秆为对象，六水合氯化铁和尿素为改性剂，在700℃热解制备成铁氮改性秸秆生物炭(Fe-N-RSBC)，同时制备原状生物炭(RSBC)作为对照.采用SEM、TEM、EA、BET、XRD、FTIR、Raman、XPS和VSM对生物炭的理化性质进行全面的表征.研究铁氮改性生物炭催化过一硫酸盐(PMS)降解水体中的四环素(TC)，考察溶液pH、固液比、PMS量、TC浓度和阴离子类型的影响.采用淬灭实验和EPR测定揭示Fe-N-RSBC催化PMS降解TC的微观机制.研究结果表明，铁氮共改性使得生物炭具有更大的比表面积和孔体积、更多微孔体积，赋予更丰富的官能团，并引入磁性组分，但破坏了部分石墨碳结构. Fe-N-RSBC可以有效的活化PMS降解溶液中的TC.在吸附/降解体系中，150 min内，Fe-N-RSBC/PMS对TC的去除率可达87%(四环素浓度为50 mg·L-1，固液比0.2 g·L-1,PMS (浓度为1 mmol·L-1)添加量0.2 mL，溶液pH=7)，降解效果与pH、PMS量、催化剂量、TC初始浓度和阴离子类型有关. Fe-N-RSBC催化PMS降解TC的机理是包括自由基路径和非自由基路径，其中1O2非自由基作用占据主导地位.因此，铁氮生物炭有作为催化剂降解废水中四环素的潜力.

• 单位
  阜阳师范大学; 安徽农业大学; 电子工程学院