磺化苎麻生物炭活化过硫酸盐去除盐酸四环素的效能及影响因素研究

作者：董康妮; 谢更新; 晏铭; 晏卓逸; 熊鑫

来源：中国环境科学, 2022, 1-10.

DOI：10.19674/j.cnki.issn1000-6923.20220507.014

• 生物炭
• 过硫酸盐活化剂
• 盐酸四环素
• 磺化改性
• 催化降解

四环素类抗生素因其用量大、难生物降解和潜在的生态毒性而日益受到关注.此外，传统的污水处理方法难以去除这些污染物.本研究采用高温煅烧-磺化法制备磺化改性苎麻生物炭(SBC)，并将其作为过硫酸盐活化剂，实现了对水中盐酸四环素(TCH)的高效去除.通过扫描电子显微镜(SEM)、比表面积分析仪(BET)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对SBC的形貌和结构进行表征，研究了溶液初始pH值、SBC投加量、PS投加量对SBC/PS体系中TCH降解效果的影响，并考察了SBC的重复利用性能.研究结果表明，SBC为片层介孔材料，其表面含有丰富的含氧官能团和黄原酸酯官能团.在初始pH为3，PS投加量为10mmo/lL，SBC投加量为0.5g/L的最优条件下，反应180min后，SBC/PS体系对TCH的去除率达到89.1%，明显优于SBC、苎麻秸秆原始生物炭(BC)、PS和BC/PS体系.在实验考察范围内，SBC/PS体系对TCH的降解性能随pH值(pH=3-11)的升高呈先降低后升高再降低的趋势;随SBC和PS的投加量的升高，TCH的去除率呈先上升后下降的趋势.自由基淬灭实验和电子顺磁共振(EPR)实验表明，SBC/PS体系降解TCH的过程中产生了硫酸根自由基(SO_(4)~(-)·)、羟基自由基(·OH)、超氧自由基(O_(2)~(-)·)和单线氧(~(1)O_(2))，~(1)O_(2)起主导作用.循环利用实验结果表明，SBC表现出良好的重复利用性能.研究认为SBC是一种环境友好、高效的非金属碳基过硫酸盐活化剂，具有良好的应用前景.

• 单位
  重庆大学; 环境科学与工程学院; 湖南大学