分會

第三十分會：環(huán)境化學

摘要

芬頓（Fenton）氧化法是一種在酸性介質(zhì)中降解有機污染物的高級氧化技術(shù)，該方法利用Fe(II)/Fe(III)和H2O2之間的鏈反應(yīng)產(chǎn)生強氧化性的羥基自由基（?OH）（E?（?OH/H2O）= 2.73 V）。但是，鏈反應(yīng)中Fe(III)向Fe(II)的轉(zhuǎn)化速率（式2）遠小于Fe(II)的消耗（式1），限制了芬頓（Fe(II)/H2O2）和類芬頓（Fe(III)/H2O2）體系中?OH的產(chǎn)率及其對污染物的降解效率。本研究采用兩種生物炭（LB、WB）與微量Fe(III)類芬頓法復(fù)合降解2,4-D。利用生物炭介導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移、加速Fe(III)還原以及H2O2向?OH的轉(zhuǎn)化。同時，將Fe(III)劑量控制在0.3 mg·L-1，該劑量接近某些天然水體中的鐵含量、也是世界衛(wèi)生組織（WHO）規(guī)定的飲用水中的鐵濃度上限。 得到的主要研究結(jié)果如下： 1）在微量Fe(III)（0.3 mg·L-1）類芬頓體系中添加生物炭可以顯著加速2,4-D的降解。LB+Fe(III)/H2O2和WB+Fe(III)/H2O2體系中2,4-D降解反應(yīng)的kobs達34.7 ×10-3 min-1和54.2 ×10-3 min-1，分別為BC/H2O2體系的4.6倍和9.2倍、Fe(III)/H2O2體系的52倍和83倍。 2）生物炭與微量Fe(III)復(fù)合類芬頓體系降解2,4-D的優(yōu)化反應(yīng)條件為pH0=3.0、炭劑量3.0 g·L-1、H2O2劑量5.0 mmol·L-1。此條件下反應(yīng)60 min后，2,4-D去除率近100%、TOC去除率近50%。 3）生物炭在微量Fe(III)類芬頓體系中的作用機理包括：促進Fe(III)/Fe(II)循環(huán)、大幅度提高?OH產(chǎn)率、進而加速污染物的氧化及礦化。 4） 生物炭對微量Fe(II)芬頓體系中2,4-D的氧化降解具有類似的促進作用。此外，采用微量Fe(III)或Fe(II)可以最大限度地抑制鐵污泥的產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞

生物炭;類芬頓;2,4-D;高級氧化

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