镍基催化剂催化过硫酸钠降解含酚废水的研究

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含酚废水严重污染环境而且影响人们的健康。近年来,基于过硫酸盐(PS)的高级氧化技术(AOPs)因其较高的效率而受到学者的广泛关注。与传统芬顿氧化反应相比,PS氧化技术具有更高的氧化能力和更宽的pH值范围。因此,研究高效的催化剂来活化PS氧化含酚废水很有必要。本文探究了CaCO3-NiO/PS和Ag@LDO/PS体系降解苯酚的最佳反应条件和反应机理。在CaCO3-NiO/PS体系中,100 mg L-1苯酚在15分钟内的降解率达到92%。在最佳反应条件下(催化剂用量为1 g L-1,PS浓度为2 g L-1,初始pH值为11),CaCO3-NiO/PS体系的催化活性最高。经过5轮循环后,苯酚在180分钟内的降解率仍能达到100%。淬灭实验和螯合剂实验表明该体系降解苯酚不是自由基机制,而是非自由基机制。在Ag@LDO/PS体系中,100 mg L-1苯酚在30分钟内降解率达到91%,比LDH活化PS降解苯酚具有更高的效率。结果表明,在最佳反应条件下(催化剂用量为1 g L-1,PS浓度为2 g L-1,初始pH值为11),Ag@LDO表现出最高的催化活性。在pH小于7时,苯酚的降解率明显下降。此外,5轮循环后,苯酚在180分钟内的去除率仍能达到100%。暗实验和淬灭实验证明该体系降解过程为光催化和非自由基共同作用机制。由电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)、总有机碳(TOC)和LC-MS分析表明,两种体系的催化剂在激活PS降解苯酚的过程中都没有金属离子泄露,苯酚被直接矿化而未检测出中间产物。本研究提出了PS降解苯酚的非自由基机制,丰富了非均相催化剂活化PS降解含酚废水的理论基础。
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