改性活化过硫酸盐应用及机理研究进展

生物炭(BC)由于活化性能良好、成本低且绿色环保,已广泛应用于活化过硫酸盐(PS)去除水中难降解有机污染物.不同的改性修饰方法可以丰富BC表面活性位点,进一步增强BC的理化性质,提高活化性能与稳定性.首先,综述了BC应用于活化PS的改性方法;其次,总结了BC活化PS的反应活性位点,PS活化的自由基与非自由基途径及其差异...     

改性沼渣生物炭活化过硫酸盐去除加替沙星研究

为探究生物炭（BC）活化过硫酸氢钾（PMS）去除加替沙星（GAT）的机制,本实验以厨余沼渣为原料,制备沼渣生物炭,并进行改性处理得到钴炭复合材料（Co-BC）。探索了Co-BC活化PMS降解GAT的机理,研究了催化剂投加量、PMS溶液浓度、初始pH和反应温度对GAT去除率的影响,同时探究了Co-BC活化PMS的反应机制及其作为催化剂的可再生性。结果表明,改性后生物炭的孔隙结构得到改善,Co元素以CoO晶体形式存在于材料表面,且含有丰富羧基羟基等含氧官能团;Co-BC活化PMS体系对GAT的降解效果最佳,材料投加量和PMS浓度越大反应速率越快,高温碱性条件有利于反应进行;Co-BC活化PMS体系过程中存在自由基和非自由基两种机制协同降解机制;所制备的材料具备良好的再生性能,研究结论为水体中GAT的污染治理提供了新的思路。     

铁基生物炭活化过硫酸盐处理有机废水的研究进展

环境中富集的各种有机污染物对生态系统和人体健康存在较大威胁。近年来,基于过硫酸盐（PS）的高级氧化技术（AOPs）因操作简单、成本较低且氧化还原能力强,在高效降解有机污染物方面展现出巨大潜力。铁基生物炭（Fe-biochar）由于具有吸附和催化的双重优势,在活化PS降解有机污染物领域得到了广泛应用。简述了Febiochar复合材料的制备方法,介绍了Fe-biochar活化PS过程的影响因素,分析了污染物降解过程中存在的反应机制。Fe-biochar不仅可以通过吸附作用去除污染物,还可以通过高效的电子转移来介导Fe-biochar/PS体系中自由基途径和非自由基途径对污染物进行降解。同时,对Fe-biochar的重复利用性和稳定性进行了讨论,提出了几种Fe-biochar高效再生的方法。最后对Fe-biochar用于活化PS降解有机污染物的实际应用进行了展望,以期为难降解有机污染物处理及生物质高值化利用提供参考。     

改性生物炭活化过硫酸盐去除罗丹明B

以废弃椰壳为原料、高锰酸钾为活化剂,采用一锅法合成了多孔分级碳材料（HPC）,并用其活化过硫酸钠（PS）用于去除罗丹明B（RhB）。通过XRD、SEM对样品的结构、形貌进行了表征,并初步探索了HPC吸附RhB,HPC/PS去除RhB的机理;研究了催化剂用量、PS浓度、溶液初始pH等对HPC/PS去除RhB效果的影响以及HPC的稳定性。结果表明,与未改性的生物炭（BC）相比,HPC的吸附能力提高了1.5倍;SO₄^-·是HPC活化PS去除RhB的主要活性物种;HPC为0.5 g/L,PS浓度为5 mmol/L,溶液初始pH为2.24时,反应120 min后RhB的去除率达到95%;HPC具有较好的稳定性,循环使用4次后活化PS去除RhB的效率仍达86%。     

磁性污泥生物炭活化过硫酸盐降解罗丹明B

采用微波热解法制备磁性污泥生物炭(MBC),并通过XRD、FT-IR和SEM对其晶体结构、表面官能团及形貌进行表征。以罗丹明B(RhB)为目标污染物,研究MBC活化过硫酸盐(PDS)的性能。结果表明MBC活化PDS能够有效去除水体中RhB,效果优于磁性Fe₃O₄,归功于MBC具有丰富的官能团和发达的孔隙结构。此外,探究催化剂投加量、PDS添加量、温度和pH值对MBC活化PDS降解RhB的影响。MBC活化PDS降解RhB主要通过非自由基过程,其中单线态氧(¹O₂)是主要的反应活性物种。     

过渡金属-生物炭活化过硫酸盐的研究进展

在应用过硫酸盐高级氧化技术降解有机污染物的过程中,过渡金属-生物炭复合催化剂凭借其独特的优势及发展前景而占有重要地位。综述了近年来各种过渡金属-生物炭复合催化剂在活化过硫酸盐中的研究进展,对包括钴-生物炭、铁-生物炭、铜-生物炭和二元过渡金属-生物炭在内的各种复合催化剂活化机制进行了分析和探讨。最后提出了该研究领域中存在的问题及未来发展的方向,期望为过渡金属-生物炭复合材料在过硫酸盐活化领域的进一步推广和应用提供参考。     

活化过硫酸盐技术的研究进展

活化过硫酸盐可产生具有强氧化能力的硫酸根自由基(SO4-·),SO4-·能够高效地氧化去除水中的污染物质,在环境污染治理领域有广阔的应用前景.主要介绍了国内外关于活化过硫酸盐的方法及其研究进展,包括热、过渡金属离子、光辐射、零价铁、活性炭、微波等单一方法,以及复合方法等,还介绍了SO4-·的鉴定方法.最后,分析了活化过硫酸盐高级氧化技术在目前应用中存在的问题以及今后的发展方向,以促进相关研究工作的发展.     

热解时间对污泥生物炭活化过硫酸盐的影响研究

污泥热解制备生物炭是一种污泥有效处理处置与资源化利用方法。通过控制热解时间,调控污泥生物炭表面的活性位点,改变过一硫酸盐（PMS）体系中的活性物种组成,可实现环丙沙星（CIP）的高效降解。研究发现,热解温度为700℃、热解时间为120 min时,污泥生物炭具有较高的PMS活化性能,对CIP的去除率近90%。机理探究表明,¹O₂在体系中发挥主要作用。C==O、吡咯氮和—OH位点有利于¹O₂产生,C—O、吡啶氮、晶格氧和Fe位点促进·OH和SO₄^·-释放,石墨氮可促进PMS活化产生SO₄^·-。     

活化过硫酸盐处理有机废水的研究进展

随着环境污染日益严重,活化过硫酸盐高级氧化技术在水处理领域备受关注。活化过硫酸盐高级氧化技术可产生选择性更高,半衰期更长的硫酸根自由基(SO₄^-·),被广泛应用于有机废水的处理中。综述了过渡金属活化、热处理、UV、炭材料、电活化等过硫酸盐常规及新型活化工艺在处理有机废水中的最新研究进展,汇总了活化过硫酸盐去除微量有机污染物在水处理中的应用现状以及存在问题,以期为活化过硫酸盐技术在未来的应用提供参考。     

过硫酸盐高级氧化技术活化方式的研究进展

随着环境污染日益严重,硫酸根自由基(SO_4~-·)高级氧化技术在水处理领域备受关注。综述了过硫酸盐活化技术的研究进展,简述了多因素联合过硫酸盐技术的研究现状。最后总结了过硫酸盐研究中存在的问题,期望为活化过硫酸盐技术在未来的应用提供参考。     

活化过硫酸盐氧化法修复有机污染土壤的研究进展

过硫酸盐在不同活化因子的作用下可产生具有强氧化性的硫酸根自由基（SO₄^-·）,能氧化分解众多的有机化合物,同时因其具有的氧化能力强、反应速度快及应用范围广等特点,近年来在环境污染治理领域备受关注。本文在对活化过硫酸盐氧化机理分析的基础上,综述了国内外利用过渡金属离子、氧化剂、热、强碱及联合活化等多种方式活化过硫酸盐修复有机物污染土壤的研究现状,并对活化过硫酸盐修复污染土壤的影响因素如氧化剂的添加量及添加方式、初始pH和反应时间进行了综述。此外,对活化过硫酸盐氧化法与电动修复、微生物修复、表面活性剂洗脱、固化稳定化等技术在土壤修复中的联合应用同样进行了的阐述。最后提出了活化过硫酸盐应用于土壤修复领域存在的问题,并对今后的研究方向进行了展望。     

活化过硫酸盐氧化法降解酚类污染物的研究进展

活化过硫酸盐氧化法因具有经济、高效、环保、安全稳定等优势,近年来在酚类污染物的降解中备受关注。目前活化过硫酸盐降解酚类污染物的方法主要包含外加能量活化和外加催化剂活化两大类。其中单一的热活化、光活化、超声活化、电化学活化、等离子体活化等外加能量活化过程能量消耗较大,且对酚类污染物不易达到满意的降解效果。过渡金属活化和碳质材料活化等外加催化剂活化方式,由于环境污染小、操作成本低、降解率高等优点,越来越受到科研工作者的重视。为了提高对酚类污染物的降解率,不同的过硫酸盐活化方式不断融合,逐渐形成多种耦合活化方式,例如,碳质材料与过渡金属的耦合活化、电化学与过渡金属催化剂的耦合活化以及光与外加催化剂的耦合活化等。本文论述了活化过硫酸盐氧化法降解酚类污染物的研究进展,概述了活化过硫酸盐的影响因素,分析了活化过硫酸盐降解酚类污染物存在的问题,展望了活化过硫酸盐降解酚类污染物的发展方向。     

过渡金属活化过硫酸盐降解有机废水技术研究进展

活化过硫酸盐高级氧化技术用于降解水体中有机污染物备受关注,其中采用过渡金属活化过硫酸盐降解有机污染物的研究越来越多,也取得了良好的效果。本文综述了近几年来国内外利用以过渡金属为基础的催化剂活化过硫酸盐降解污染物的应用研究;阐述了贵金属催化剂、单金属催化剂、复合金属催化剂（尖晶石结构催化剂、纳米核壳结构催化剂、三维纳米结构催化剂）在水体中降解有机污染物的研究进展;探讨了过渡金属催化剂的优缺点和研究现状,最后提出了该活化体系目前面临的问题,期望为过渡金属活化过硫酸盐降解污染物技术的应用提供参考。     

杂原子掺杂碳材料活化过硫酸盐技术的研究进展

碳材料因其比表面积高、吸附性能佳,并且能克服加热、紫外光照射、超声等传统活化方式能耗高、金属催化材料产生二次污染的弊端而在活化过硫酸盐降解有机污染物应用中具有潜力。杂原子（N、S、B、P等）掺杂不仅能打破碳材料网络惰性、提高电导率,还能增加反应活性位点,是提升碳材料活化过硫酸盐性能的有效途径。本文介绍了碳材料活化过硫酸盐的机理,主要包括自由基途径、单线态氧途径及表面电子传递,并进一步总结了杂原子掺杂碳材料活化过硫酸盐的机理;然后综述了杂原子碳材料的种类、制备方法及其在有机污染物降解中的应用,最后指出了已有研究存在的不足,并提出杂原子掺杂碳材料稳定性及可重复利用性的提升和降解机制的深入探索是未来研究的方向。     

活化过硫酸盐高级氧化法降解抗生素的研究进展

基于SO{}_{\mathrm{4}}^{-·}的活化过硫酸盐高级氧化法,由于具有经济、高效、环保、安全稳定等优势,近年来其在抗生素的处理方面受到了广泛关注。目前活化过硫酸盐降解抗生素技术主要包括：外加能量活化和外加催化剂活化两大类,此外还有不同活化方式之间融合的耦合技术。外加能量活化的类型主要有热活化、微波活化、超声波活化、光活化、电化学活化和等离子体活化等,其具有工艺过程简单、环保、无二次污染等优点,但却存在能量消耗较大、操作成本较高等劣势。外加催化剂活化主要包括过渡金属活化、炭质材料活化、金属有机框架材料活化等方式,其具有催化活性高、抗生素降解率高等优点,但却存在催化剂稳定性较差、回收使用率低、制备成本较高等缺点。本文分类介绍了各种活化过硫酸盐降解抗生素的过程,追踪了活化过硫酸盐高级氧化法处理抗生素的研究进展,总结了各种活化方式的优缺点,展望了活化过硫酸盐高级氧化法处理抗生素的发展方向,以期为后续的研究者提供方向和指引。     

FeS/过硫酸盐体系元素价态转化及其降解有机物机制

由于FeS表面的还原性Fe(Ⅱ)和S(-Ⅱ)都可以作为电子供体,可有效促进有机化合物的还原转化与过硫酸盐的活化,FeS活化过硫酸盐体系在土壤地下水有机污染原位修复中显示出巨大的应用发展潜力。本文综述了FeS活化过硫酸盐产生活性自由基的内在机理及影响体系反应效率的关键因素;总结了活化过程中FeS表面元素转化机制和转化提高途径;较系统地梳理了FeS活化过硫酸盐体系对卤代烃、石油烃、多环芳烃类复杂有机化合物的降解过程机制。最后对研究中存在的问题及在场地污染修复应用中应重点关注的问题进行了展望,应重视修复中产生的过硫酸根、硫酸根及降解中间产物对环境的影响,在实际应用中需要根据不同的环境条件评估FeS/过硫酸盐体系的有效性,并且制定不同的修复策略。     

铜铝层状双金属氧化物活化过一硫酸盐降解罗丹明B

本研究采用沉淀-煅烧法制备了Cu:Al不同摩尔比的层状双金属氧化物(CuAl-LDO)，用于活化过一硫酸盐(PMS)降解罗丹明B(RhB)。研究了催化剂剂量、PMS剂量、pH、RhB质量浓度、温度和无机阴离子对RhB降解的影响。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)等技术手段进一步表征了样品的性能。结果表明，在投加30 mg/L的CuAl 2:1-LDO和PMS、反应温度为25℃、pH=5.61、RhB质量浓度为100 mg/L的条件下，30 min内的RhB降解率为97.1%。同时，CuAl 2:1-LDO/PMS反应体系在pH值3.00-11.00的较宽范围内,对RhB的降解率具有90%以上，并在第四次循环实验中降解率仍达到71%。其次，电子自旋共振(EPR)、猝灭实验和Uv-vis光谱结果表明,在CuAl 2:1-LDO/PMS体系中产生了较多的硫酸根自由基(SO4-·)和羟基自由基(·OH)，其中·OH在RhB的降解过程中起主导作用，攻击芳香烃环使染料脱色。     

等离子体改性海绵铁活化过硫酸盐处理含酚废水

采用低温等离子体技术对海绵铁表面进行改性,并将其用于活化过硫酸盐（PS）处理含酚废水。通过氮气等温吸附（BET）、X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）等手段对改性前后的海绵铁进行表征分析。以苯酚为目标污染物,通过静态实验考察催化剂投加量、催化剂/PS摩尔比、pH和苯酚初始浓度对等离子体改性海绵铁活化PS处理含酚废水的影响。结果表明,改性后的海绵铁比表面积、孔容及孔径均有增大,活化PS能力显著提高;在最佳反应条件（等离子改性海绵铁的投加量为0.4g/L,催化剂/PS摩尔比为1∶15,溶液pH为2,苯酚的初始浓度为250mg/L）下,苯酚的去除率可达95%;反应过程符合二级反应动力学,主要是硫酸根自由基和羟基自由基起氧化作用。等离子体技术改性海绵铁活化过硫酸钠可有效去除水中苯酚,为实际含酚废水的处理提供一些思路。