水处理技术

北大核心,CA,JST,CSCD扩展版,WJCI

国内刊号:33-1127/P

国际刊号:1000-3770

水处理技术杂志2024年第10期:铁铜负载生物炭催化H2O2降解药物类新污染物研究

发布日期:

作者:张克峰1, 孙群1, 马春晓1, 王珊1,2,*, 井绪丽1, 陈仪霖3

单位:1.山东建筑大学市政与环境工程学院,山东 济南 250101; 2.中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室,北京 100085; 3.平度市交通运输局,山东 平度 266799

关键词:生物炭,非均相Fenton,铁铜双金属负载,盐酸四环素,对乙酰氨基酚

基金:国家重点研发计划 (2022YFC3203705); 山东建筑大学博士科研基金项目(X20037Z); 山东省住房和城乡建设厅研究开发项目(2020kykf04-011)

以花生壳为原材料,高铁酸钾(K<sub>2</sub>FeO<sub>4</sub>)、Cu(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>为活化剂和金属源通过一步热解法,制备铁铜负载石墨化生物炭催化剂(FCBC)构建FCBC-H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>非均相Fenton体系,考察其对盐酸四环素(TC)和对乙酰氨基酚(ACE)的降解效果及机理。结果表明,在最佳反应条件pH=3、FCBC投加量为0.7 g/L、H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>浓度为10 mmol/L条件下,可有效降解98%的TC和97%的ACE。在pH=2~6范围内,FCBC均具有较高的催化性能,反应体系主要受H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>投加量影响。通过SEM、XRD、FTIR、XPS、BET等方法对FCBC催化剂的结构进行表征,FCBC石墨化程度较高,拥有丰富的孔结构和较大的比表面积(685.11 m<sup>2</sup>/g),生物炭表面铁元素主要以Fe<sup>0</sup>和Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>形态,铜元素主要以Cu<sup>0</sup>形态存在。Cu<sup>0</sup>不仅增加生物炭表面吸附和催化活性位点,还可加速Fe<sup>2+</sup>/Fe<sup>3+</sup>的循环提高反应催化效率。FCBC催化材料稳定具有良好的重复利用率,在实际水体模拟试验中表现出良好的催化性能。研究成果可为非均相芬顿降解药物类新污染物的催化材料选择和应用提供指导和支持。

来源:2024年第10期

《水处理技术》期刊编辑部

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