WS2强化Fe2+活化高碘酸盐降解酸性橙7的研究

作者：陈露; 蔡洁; 刘夫珍; 陈涵肖; 李海波; 徐银^*

来源：环境科学学报, 2023, 43(04): 265-275.

DOI：10.13671/j.hjkxxb.2022.0359

• 高碘酸盐(PI)
• 亚铁离子活化
• 硫化钨
• 高价铁
• 自由基

构建无机还原剂硫化钨(WS2)强化Fe2+活化高碘酸盐(PI)体系，以典型有机染料酸性橙7(AO7)为模拟污染物，探究了Fe2+浓度、PI浓度、WS2浓度、p H值及水体常见共存阴离子对AO7去除过程的影响，并基于自由基淬灭与捕获实验(EPR)分析了体系中可能存在的活性氧化物种及其生成机制.结果表明：WS2/Fe2+/PI体系氧化去除AO7的效率远高于同等条件下单一Fe2+/PI活化过程；在[Fe2+]0=0.1 mmol·L-1、[PI]0=0.5mmol·L-1、[WS2]0=0.3 g·L-1、初始p H为2.6条件下，AO7去除率在12 min内达到93.0%.实验中Fe2+浓度、WS2浓度与AO7去除率呈正相关，而PI浓度过高会抑制反应过程.通过动力学模型发现，WS2浓度是体系高效产生活性物种去除有机物的主导控制条件.机理研究表明，WS2的存在能加速Fe3+还原，生成更多的Fe2+持续参与PI活化反应；Fe(IV)、碘酸根自由基(IO3·/IO4·)和硫酸根自由基(SO4·-)是WS2/Fe2+/PI体系中主要活性氧化物种，其中，SO4·-可能来源于WS2表面硫物种(S24-→SO32-→SO4·-)的迁移转化；而非自由基高价铁氧化途径为AO7降解的主导过程.

• 单位
  武汉大学; 区域开发与环境响应湖北省重点实验室; 湖北大学