双S的降解机制通过过氧化/硫酸盐通过硫化纳米级零价值铁激活
Yehan Xiong1,2, Ting Zhou1, Jianguo Bao1
1School of Environmental Studies, China University of Geosciences, Wuhan, 430074, China.
这项研究引入了一种新的硫化零价值铁 (S-nZVI) 系统,可以在广泛的pH范围内使用过氧化 (H2O2) 和硫酸盐 (PDS) 有效降解双S (BPS). 结合的S-nZVI/H2O2/PDS系统显著提高了污染物清除效率.
科学领域:
- 环境化学环境化学
- 先进的氧化过程 先进的氧化过程
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 对于反抗性有机污染物而言,传统的芬顿式氧化过程面临着由于pH适用性狭窄和效率低的局限性.
- 双S (BPS) 是一种新兴的内分泌干扰化学物质,需要有效的降解方法.
- 硫化零价值铁 (S-nZVI) 在环境修复中提供了增强催化活性的潜力.
研究的目的:
- 研究S-nZVI对过氧化 (H2O2) 和硫酸盐 (PDS) 的同步激活,以降解双S (BPS).
- 评估S-nZVI/H2O2/PDS系统在广泛的pH范围内的效率和协同作用 (3-11).
- 为了阐明降解途径,并确定参与BPS去除的关键反应物种.
主要方法:
- 使用S-nZVI作为催化剂,同时激活H2O2和PDS.
- 在3至11的pH范围内在环境条件下进行了降解实验.
- 采用了激素清除实验和电子磁共振 (EPR) 来识别反应性氧物种 (ROS).
- 使用高性能液体染色学四极飞行时间质谱法 (HPLC-Q-TOF-MS) 分析了降解中间体和途径.
主要成果:
- 与单独的S-nZVI/H2O2或S-nZVI/PDS相比,S-nZVI/H2O2/PDS系统的降解效率显著更高,第一阶速率常数为0.2766分钟-1.1.
- 观察到H2O2和PDS之间的协同效应,特别是在PDS-H2O2摩尔比高于1:1的情况下.
- 该系统在广泛的pH范围 (3-11) 中有效运行,克服了传统的芬顿式工艺的局限性.
- 硫酸盐 (SO4•−) 和基 (•OH) 基都产生了,OH在BPS降解中发挥了关键作用.
- 确定了四种BPS降解中间体,并提出了三种降解途径.
结论:
- 该S-nZVI/H2O2/PDS系统代表了一种先进的氧化技术,具有提高效率和广泛的pH适用性,用于降解BPS等新出现的污染物.
- 通过S-nZVI对H2O2和PDS的同步激活提供了一个有希望的战略,用于对反抗性有机化合物的环境修复.
- 这些发现突出了基于S-nZVI的系统在开发更有效和多功能水处理技术方面的潜力.
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