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典型文献
负载纳米零价铁的铁碳材料制备及其降解抗生素性能研究
文献摘要:
近年来,基于纳米零价铁(nano zero-valent iron,nZVI)的非均相Fenton氧化技术成为了抗生素废水研究领域的热点,但是nZVI易迁移和易团聚的缺点限制了其进一步应用.为了解决该问题,本文选择含氮有机物乙二胺四乙酸(EDTA)和三聚氰胺(MA)作为配体,含有机碳的醋酸亚铁作为铁源,采用机械球磨法-高温裂解相结合的方法制备了负载nZVI的铁碳材料,并以磺胺噻唑(sulfathiazole,STZ)为目标污染物,探讨了Fe@EDTA(醋酸亚铁@乙二胺四乙酸)和Fe@MA(醋酸亚铁@三聚氰胺)2种铁碳复合材料激发过氧化氢(H2O2)的非均相Fenton催化体系(Fe@C-H2O2体系)的影响因素及其作用机制.结果表明:①Fe@EDTA材料中纳米铁粒子的直径约为4 nm,在碳层中均匀分布,这种结构使得其具有较强的催化能力,而Fe@MA材料中的nZVI则聚集成直径约为400 nm的大颗粒,被100 nm碳层包覆.②Fe@EDTA材料的最佳铁碳比(醋酸亚铁与有机配体的质量比)为2:1,Fe@MA材料的最佳铁碳比为3:1,2种铁碳复合材料的最佳试验条件均为初始pH=3、H2O2投加量25 mmol/L、铁碳复合材料投加量0.2 g/L、STZ初始浓度20 mg/L.在最优条件下,2种铁碳复合材料的Fe@C-H2O2体系均可在30 min内完全降解STZ.③STZ的降解以及羟基自由基(?OH)的产生均符合伪一级动力学模型.④连续运行300 min后,Fe@EDTA-H2O2体系对STZ的降解率仍高达82%,而Fe@MA-H2O2体系对STZ的降解率约为48%.⑤基于?OH猝灭试验,推测铁碳复合材料与H2O2的非均相Fenton催化体系的机理是nZVI诱导的非均相Fenton氧化,其中?OH和超氧自由基(?O2?)在氧化降解有机污染物过程中起到关键作用.研究显示,nZVI颗粒粒径更小的Fe@EDTA材料具有更加优异的催化性能以及更好的重复利用性和稳定性,能够高效降解水中的STZ.
文献关键词:
非均相Fenton;纳米零价铁(nZVI);磺胺噻唑(STZ)
作者姓名:
权衡;牛琳;时迪;汪霞;梁为纲;赵晓丽
作者机构:
中国环境科学研究院,环境基准与风险评估国家重点实验室,北京 100012;清华大学环境学院,北京 100084
文献出处:
引用格式:
[1]权衡;牛琳;时迪;汪霞;梁为纲;赵晓丽-.负载纳米零价铁的铁碳材料制备及其降解抗生素性能研究)[J].环境科学研究,2022(12):2732-2747
A类:
sulfathiazole
B类:
纳米零价铁,碳材料,材料制备,素性,nano,zero,valent,iron,nZVI,非均相,Fenton,抗生素废水,和易,团聚,含氮有机物,乙二胺四乙酸,EDTA,三聚氰胺,MA,有机碳,醋酸,亚铁,铁源,机械球磨法,高温裂解,磺胺噻唑,STZ,碳复合材料,H2O2,催化体系,纳米铁,直径约,均匀分布,大颗粒,包覆,有机配体,最佳试验条件,投加量,初始浓度,最优条件,羟基自由基,生均,一级动力学模型,连续运行,降解率,猝灭,超氧自由基,氧化降解,降解有机污染物,颗粒粒径,催化性能,重复利用性
AB值:
0.273656
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