研究 | 活性炭纖維負載檸檬酸鐵活化過硫酸氫鉀降解羅丹明B的研究

2021-02-25 環境科學研究

活性炭纖維負載檸檬酸鐵活化過硫酸氫鉀降解羅丹明B的研究

範星, 唐玉朝, 張倩倩, 伍昌年, 姚順順

安徽建築大學, 水汙染控制與廢水資源化安徽省重點實驗室, 安徽 合肥 230601

摘要: 以ACF(活性炭纖維)為載體,製備出一種新的非均相催化劑ACF@Cit-Fe/S〔將Cit-Fe(檸檬酸鐵)負載在ACF表面並引入S元素〕,並採用SEM-EDS(電鏡-能譜)、XPS(X射線光電子能譜)對其進行表徵,研究其活化PMS(過硫酸氫鉀)降解染料RhB(羅丹明B)的降解效果.結果表明:①ACF表面成功負載了Cit-Fe和S元素,Cit-Fe和S元素的摻雜增強了ACF催化PMS的性能,能有效降解染料RhB,反應120 min時RhB的脫色率達98%.②ρ(ACF@Cit-Fe/S)、c(PMS)對RhB降解有一定的影響,ρ(ACF@Cit-Fe/S)為0.5 g/L、c(PMS)為6 mmol/L是降解RhB(10 mg/L)的最佳投加量.③溫度對RhB降解速率的影響符合阿倫尼烏斯模型,通過計算得出活化能為39.47 kJ/mol,降解過程是一個表面反應控制過程.④以叔丁醇、甲醇、苯酚為分子探針的自由基清除試驗顯示,SO4-·(硫酸根自由基)和HO·(羥基自由基)是降解反應過程中主要的自由基,其主要存在於催化劑表面及其周圍.研究顯示,ACF@Cit-Fe/S能用於活化PMS的高級氧化體系中,ACF@Cit-Fe/S表面豐富的電子轉移過程導致其活化PMS的能力增強,從而促進SO4-·和HO·的產生,提高RhB的降解效率. 

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