微塑料在先进的氧化过程中对二烯的氧化降解的抑制作用:动力学和DFT研究
Jueun Jung1, Jaehyeong Park2, Sungjun Bae3
1School of Chemical and Biological Engineering, Institute of Chemical Process (ICP), Institute of Engineering Research, Seoul National University, 1 Gwanak-ro, Gwanak-gu, Seoul 08826, Republic of Korea.
微塑料 (MPs) 通过在其表面上吸附PHE来抑制先进的氧化过程 (AOPs) 中的氨酸 (PHE) 降解. 这种吸附显著降低了在水处理中PHE去除的效率.
科学领域:
- 环境化学环境化学
- 水处理技术水处理技术
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- 先进的氧化工艺 (AOP) 是有效的去除有机污染物,如 (PHE).
- 微塑料 (MP) 是各种水体中发现的新兴环境污染物.
- MP 和污染物之间的相互作用可以影响污染物在水处理过程中的命运和去除.
研究的目的:
- 调查微塑料 (MPs) 在同质高级氧化过程 (AOPs) 中对氨酸 (PHE) 降解的抑制作用.
- 量化PHE吸附对MPs对其在Fenton,臭氧化和UV/H2O2系统中的去除效率的影响.
- 阐明MP诱导的抑制PHE降解背后的机制.
主要方法:
- 使用芬顿,臭氧化和UV/H2O2工艺在MP存在或不存在的情况下对PHE降解进行实验性调查.
- 在聚乙烯MP (PE-MP) 上PHE吸附的量化.
- 动力建模和密度函数理论 (DFT) 计算以确定反应动力学和激活能.
主要成果:
- 在所有测试的AOP中,微塑料显著降低了PHE去除效率.
- 随着PHE吸附到MP的部分,PHE去除率线性下降,这表明吸附是主要的抑制机制.
- 在含基 (•OH) 的PE-MP上吸附的PHE的反应速率常数比PHE在散装溶液中低一个数量级.
- DFT的计算显示了吸附PHE与MP表面上的OH反应的更高的激活能量.
结论:
- 微塑料的存在主要通过吸附抑制了AOP中的PHE降解,从而降低了污染物的生物可用性.
- 抑制作用取决于PHE吸附到MPs的程度,并且在很大程度上独立于水矩阵.
- 了解这些相互作用对于评估AOP在MP污染环境中的有效性至关重要.
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