通过CuFeS2/MXene的PMS激活,有效地去除莫西素
Lei Fang1,2, Dongyang Zhang3, Huishan Chen3
1College of Civil Engineering and Architecture, and Key Laboratory of Drinking Water Safety and Distribution Technology of Zhejiang Province, Zhejiang University, Hangzhou, 310058, China. fanglei1999@zju.edu.cn.
这项研究开发了CuFeS2/MXene来激活多氧硫酸盐 (PMS) 以去除莫西素 (MOX). 先进的氧化工艺实现了99.1%的MOX去除,降解产品的毒性降低,以及优异的催化剂可重复使用性.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学 化学 化学
背景情况:
- 莫西素 (MOX) 经常在水中检测到,并带来潜在的毒性风险.
- 有效的MOX清除技术对于环境保护至关重要.
- 先进的氧化过程 (AOPs) 显示出降解持久性有机污染物的前景.
研究的目的:
- 通过使用氧硫酸盐 (PMS) 激活的新型CuFeS2/MXene复合催化剂,研究移除莫西弗洛素 (MOX).
- 为了阐明MOX去除的降解效率,动力学,影响因素和反应机制.
- 评估降解产品的毒性和催化剂的可重复使用性.
主要方法:
- 制备CuFeS2/MXene复合催化剂的方法.
- 通过CuFeS2/MXene激活过氧硫酸盐 (PMS) 进行MOX降解.
- 研究降解效率,动力学和影响因素 (催化剂比率,剂量,PMS度,pH,共存离子).
- 使用激光火实验识别活性物种 (SO4•−,HO•,1O2).
- 使用高性能液体染色学质谱法 (HPLC-MS) 分析降解产品.
- 密度函数理论 (DFT) 计算以探索降解途径.
- 对MOX及其降解产品的毒性评估.
- 通过多个降解周期评估催化剂的可重复使用性.
主要成果:
- CuFeS2/MXene显著增强了PMS激活,导致有效的MOX降解.
- 在最佳条件下,在40分钟内实现了99.1%的MOX去除,速度常数为0.1073分钟-1.1.
- CuFeS2/MXene的复合比是PMS激活的一个关键因素.
- 酸性条件有利于MOX降解,而某些离子 (HCO3−,HPO42−,Mn2+,HA) 抑制了该过程.
- 降解途径涉及去除含的异环和类分子.
- 毒性分析表明,降解产品的发育性毒性,变异性和急性毒性下降.
- CuFeS2/MXene催化剂表现出良好的可重复使用性,在7个周期内保持90.8%的降解效率.
结论:
- CuFeS2 / MXene / PMS系统是一种高效的AOP,用于从水中去除莫西.
- FeS2和MXene之间的协同作用增强了催化活性和污染物降解.
- 开发的AOP提供了一个有前途的解决方案,用于处理药品污染的废水,降低环境风险.
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