磁性生物炭负载α-MnO₂活化过一硫酸盐降解2,2′,4,4′-四溴联苯醚

作者：李鑫; 尹华; 罗昊昱; 欧阳晓芳; 刘航; 祝铭韩

来源：环境科学, 2021, 42(10): 4798-4806.

• 2
• 2′
• 4
• 4′-四溴联苯醚(BDE-47)
• α-MnO2
• 过一硫酸盐(PMS)
• 降解
• 磁性生物炭
• 高级氧化

环境中的多溴联苯醚(PBDEs)对人类健康和生态环境存在潜在危害,开发高效、经济和环保的高级氧化体系对其进行有效降解具有重要意义.利用水热法合成的磁性生物炭负载二氧化锰复合材料(α-MnO_2/MWB)作为催化剂,有效活化过一硫酸盐(PMS)降解2,2′,4,4′-四溴联苯醚(BDE-47),通过SEM、XRD、FT-IR和BET等手段对材料进行表征分析,同时探究了材料对PMS的催化活化能力.结果表明,α-MnO_2/MWB具有最佳的催化性能,在α-MnO_2/MWB负载质量比为1∶2、催化剂投加量为0.05 g·L~(-1)、PMS浓度为5 mmol·L~(-1)的条件下,对1 mg·L~(-1)BDE-47的降解率达到94%.溶液初始pH对体系的影响较小,氯离子(Cl~-)和腐殖酸(HA)对BDE-47的降解有抑制作用,随其浓度升高抑制作用增强,硝酸根离子(NO_3~-)和碳酸氢根离子(HCO_3~-)对降解几乎无影响.通过自由基淬灭实验证明SO_4~-·和·OH是该体系降解BDE-47的两种关键自由基,其中SO_4~-·占主导地位.反应前后材料的XPS表征分析表明,Mn和Fe元素的价态转化是活化PMS的主要原因.α-MnO_2/MWB经重复利用4次,仍保持着高效的催化性能.

• 单位
  华南理工大学; 工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室