碳纳米管高效活化高铁酸盐降解水中磺胺二甲基嘧啶的机理研究

作者：张誉丹; 吕文英^*; 刘国光^*; 肖震钧; 张晋帆; 刘德柱; 巫健清; 林子力; 陈颖怡; 刘铭浩; 方政; 陈平

来源：环境科学学报, 2023, 1-10.

DOI：10.13671/j.hjkxxb.2023.0278

• 高铁酸钾(Fe(Ⅵ))
• 碳纳米管
• 电子转移
• 磺胺二甲基嘧啶(SMT)

过往的研究表明，引入均相/非均相还原剂或额外能量来诱导Fe(Ⅵ)形成铁活性中间体(Fe(Ⅳ)和Fe(Ⅴ))对水中污染物进行处理会导致Fe(Ⅵ)的利用率低，需要创新的活化策略.基于此，本文采用碳纳米管(CNT)/Fe(Ⅵ)体系对水中磺胺二甲基嘧啶(SMT)进行降解，并研究体系的作用机理和SMT的降解机制.研究发现，CNT可以介导从SMT到Fe(Ⅵ)的直接电子转移，CNT在体系中起电子介体而不是电子供体的作用.在50 mg·L-1 CNT和100.0μmol·L-1 Fe(Ⅵ)的作用下，5.0μmol·L-1 SMT能够在10 min内实现完全降解，它在该体系中的转化途径主要包括苯胺部分的氧化、磺酰胺键的断裂和Smiles型重排.另外，CNT/Fe(Ⅵ)体系在不同天然水体中都有较好的SMT去除率.本研究相关结果为活化Fe(Ⅵ)氧化污染物过程中的电子转移机制提供了新的解释.

• 单位
  广东工业大学