用Mn修饰的生物炭有效吸附和降解塞法列辛:深入了解增强的氧化还原活性

科学领域:

• 环境化学环境化学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 水处理 处理水的方法

背景情况:

• 诸如塞法列克辛这样的有机污染物对环境构成风险.
• 生物炭 (BC) 显示出消除污染物的潜力,但通常需要进行修改.
• (Mn) 修改可以增强生物炭的催化活性.

研究的目的:

• 开发Mn修饰的生物炭 (MBC和BCM) 用于CEPHALEXIN的同时吸附和降解.
• 为了比较原料预处理 (MBCs) 与生物炭后修饰 (BCMs) 的疗效.
• 阐明通过Mn修饰生物炭增强污染物去除背后的机制.

主要方法:

• 合成的Mn-修饰生物炭 (MBCs) 通过原料的预处理和 (BCMs) 通过后修饰生物炭.
• 在不同的pH条件下评估了塞法列辛的去除速率.
• 研究了Mn物种 (MnO x,Mn3O4,Mn(II) /Mn(III) 反氧循环) 和基 (•OH) 在降解中的作用.

主要成果:

• MBCs表现出明显更高的塞法列辛去除率 (2.49 - 6.39 × 10−2 h−1) 比BCMs (1.33 × 10−2 h−1) 和未经修改的生物炭 (4.2 × 10−3 h−1).
• 由MBCs去除素是pH值依赖的,在较低的pH值时具有最佳性能,表明Mn3O4在氧化中的关键作用.
• MBCs促进了Mn (II) /Mn (III) 氧化还原循环和OH生成,而BCM则受到活性部位受损和疗效降低的影响.

结论:

• 预处理原料以制造MBC优于对生物炭进行后修改以开发有效的Mn基吸附剂.
• MBCs提供了吸附和增强氧化的双重机制,以有效地去除有机污染物.
• 这些发现为设计先进的环保吸附剂提供了洞察力,用于同时吸附和降解污染物.