化红泥生物炭作为可见光驱动的过氧硫酸盐 (PMS) 激活剂,用于有效降解抗生素:资源利用,机制见解和毒性评估

科学领域:

• 环境化学环境化学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 催化剂是一种催化剂.

背景情况:

• 抗生素废水处理面临低效率,高成本和能源消耗等挑战.
• 工业和生物质废弃物带来了处置挑战,需要以资源为导向的利用.

研究的目的:

• 开发一种新的,可回收的催化剂,以有效地降解抗生素废水.
• 使用催化剂和可见光来激活过氧硫酸盐 (PMS),以去除四环素化物 (TCH).

主要方法:

• 从红泥 (RM) 和生物质废物通过化和共同热解合成可回收催化剂 ((RM/BC) _H).
• 在LED可见光下用 (RM/BC) _H激活PMS以降解TCH在水溶液中.
• 采用电子磁共振 (EPR) 和火实验来识别反应性氧物种和密度功能理论 (DFT) 来获得机械洞察力.

主要成果:

• (RM/BC) _H + PMS + LED-vis光系统实现了82.6%的TCH降解和45.6%的TOC去除.
• 催化剂效率在5个循环后保持稳定在80%以上,显示出出色的可回收性.
• 确定了硫酸盐基 (SO₄^•-),基 (•OH),超氧化基 (O₂^•-) 和单片氧 (¹O₂) 作为TCH降解中的关键物种.

结论:

• 化修饰增强了催化剂的电子转移和电导率.
• Fe2+在PMS激活中起着至关重要的作用,Fe3+/Fe2+循环,在可见光的帮助下,确保了催化剂的稳定性.
• 本研究提出了一种具有成本效益和高效的战略,用于使用废物衍生材料降解抗生素废水.