纳米核壳Co@NC催化剂活化过氧乙酸降解磺胺甲噁唑

作者：郑婷露; 张龙龙; 陈家斌; 张亚雷; 周雪飞^*

来源：环境科学, 2023, 44(05): 2635-2645.

DOI：10.13227/j.hjkx.202205214

• 纳米核壳Co@NC催化剂
• 过氧乙酸
• 磺胺甲■唑(SMX)
• 高级氧化技术
• 有机自由基

过氧乙酸[PAA,CH3C(O)OOH]作为一种新兴的氧化剂，在处理污水中难降解有机污染物中受到了越来越多的关注.通过蚀刻方法制备出纳米核壳Co@NC催化剂，并将其用于活化PAA降解污水中磺胺甲■唑(SMX).结果表明，当控制催化剂投加量为0.02 g·L-1、PAA浓度为0.12mmol·L-1和SMX浓度为10μmol·L-1时，反应5 min时SMX的去除率即可达到98%,且降解SMX的速率常数为0.80 min-1.SMX降解效率随催化剂添加量和PAA浓度提高而显著增加.结果发现核壳Co@NC/PAA体系在近中性条件下(pH为6.0～8.0)可获得最佳的SMX降解效果，酸性或碱性条件均不利于SMX去除.HCO-3和腐殖酸对该催化体系存在显著抑制，而Cl-抑制作用较弱.此外，通过自由基淬灭实验和电子顺磁共振(EPR)研究发现，乙酰氧自由基(CH3CO2·)和乙酰过氧自由基(CH3CO3·)为该体系中降解SMX的主要活性氧物种.进一步采用U-HPLC-Q-Exactive Orbitrap HRMS测定了该体系中SMX的降解产物，并提出了SMX可能的降解路径.同时，催化剂循环利用实验表明，纳米核壳Co@NC催化剂具有较好的催化稳定性和重复利用性.

• 单位
  环境科学与工程学院; 同济大学