磁性纳米Fe3O4活化过硫酸盐降解水中磺胺甲恶唑

作者：刘一清; 苏冰琴^*; 陶艳; 宋秀兰; 林昱廷; 芮创学

来源：环境工程学报, 2020, 14(09): 2515-2526.

• 磁性纳米Fe3O4
• 过硫酸盐
• 磺胺甲恶唑
• 硫酸根自由基
• 降解率

采用共沉淀法制备了具有较高催化活性的磁性纳米Fe3O4,并对其催化活化过硫酸盐(PS)降解磺胺甲恶唑(SMX)的性能进行了探究,考察了PS浓度、Fe3O4投加量、初始pH、共存阴离子(Cl-、CO32-、NO3-)以及腐殖酸(HA)对SMX降解效果的影响。SEM、EDS、FT-IR、XRD和BET表征结果表明,实验制备了较高纯度的Fe3O4纳米颗粒;重复性实验结果表明,Fe3O4具有良好的稳定性;催化降解SMX的实验结果表明,提高PS的浓度、增加Fe3O4的投加量均可提高SMX的降解率,且SMX的降解反应符合拟一级动力学。当PS浓度为0.5 mmol·L-1、Fe3O4投加量为1.2 g·L-1、初始pH=7.0时,Fe3O4活化PS降解SMX的效果最佳,在反应180 min后,SMX降解率达到93.3%。XPS光谱分析结果表明,反应过程中Fe2+主要参与了活化PS降解SMX的过程。乙醇(EtOH)和叔丁醇(TBA)自由基淬灭实验结果证明,在Fe3O4/PS体系中同时存在SO4-·和·OH,SO4-·对SMX的降解发挥了主导作用。以上结果为含磺胺甲恶唑废水的处理提供了催化剂选择,也可为过硫酸盐高级氧化体系中阴离子和腐殖酸对反应的影响效果提供参考。

• 单位
  太原科技大学; 太原理工大学; 环境科学与工程学院