使用nZVI/g-C3N4增强介电屏障放电等离子体过程在水中有效降解普洛素
Ruoyu Deng1, Qiang He2, Dongxu Yang2
1Key Laboratory of the Three Gorges Reservoir Region's Eco-Environment, Ministry of Education, Chongqing University, Chongqing, 400045, China; CAS Key Laboratory of Urban Pollutant Conversion, Department of Environmental Science and Technology, University of Science and Technology of China, Hefei, 230026, China.
这项研究介绍了一种先进的纳米零价值铁/石墨碳化物 (nZVI/g-C3N4) 增强的等离子体工艺,用于降解水中的西普洛素 (CIP). 这种新的方法显著提高了抗生素去除效率,为废水处理提供了一个环保的解决方案.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 水生环境中的抗生素残留物由于其持久性而带来重大生态和健康风险.
- 开发高效的降解技术对于减轻这些风险至关重要.
- 齐普洛素 (CIP) 是一种广泛使用的抗生素,其从废水中去除是一个迫切的环境问题.
研究的目的:
- 开发和评估一种新的纳米零价值铁/石墨碳化物 (nZVI/g-C3N4) 增强介电屏障放电 (DBD) 血工艺,用于降解.
- 调查拟议系统的降解效率和动力学.
- 阐明降解途径和反应性物种在该过程中的作用.
主要方法:
- 使用介电屏障放电 (DBD) 等离子反应器,集成nZVI/g-C3N4复合材料.
- 使用各种分析技术对nZVI/g-C3N4材料进行了表征,以确认其性能和可重复使用性.
- 量化了CIP降解效率,并在优化条件下 (12kV输入电压) 确定了明显的第一阶动力常数.
主要成果:
- 与独立的DBD或臭氧化相比,nZVI/g-C3N4增强的DBD血工艺实现了显著更高的CIP降解率 (0.2849分钟-1).
- 降解效率是DBD单独的5.22倍,是臭氧化效率的10.59倍.
- 基基 (·OH) 被确定为主要的活性物种,关键的降解途径涉及C-F键裂变,氧化和piperazine组的环开放氧化,导致生物毒性降低.
结论:
- 用nZVI/g-C3N4增强的DBD血工艺是一种高效的方法,用于在水生环境中降解西.
- 在nZVI/g-C3N4和DBD等离子体之间的协同效应通过产生主导的活性氧物种加速了降解.
- 这项技术显示出作为环境友好和有效的解决方案来处理被抗生素污染的废水的巨大潜力.
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