生物炭负载纳米零价铁活化过一硫酸盐降解诺氟沙星
诺氟沙星(Norfloxacin,NOR)是一种含有C-F键的难降解抗生素,具有强持久性和较高毒性,传统的处理方法难以有效去除NOR.基于过硫酸盐的高级氧化技术具有较高的选择性、适应性、去除效率等优点,已被广泛研究用于有机污染物的去除.本研究以螺旋藻为原材料热解得到的生物炭(Biochar,BC)为基底,选取具有高还原能力的纳米零价铁(Nanozero-valent iron,nZVI)作为其可能的活性中心,将nZVI负载至BC表面制备了生物炭负载纳米零价铁(nZVI-BC),以综合发挥碳载体与铁活性中心的作用高效催化过硫酸盐降解有机污染,并通过研究nZVI-BC的结构特征和对NOR的去除效率,探究其对过一硫酸盐(Peroxymonosulfate,PMS)的活化效能及机理.结果表明,nZVI-BC活化PMS降解NOR具有优异的催化性能,其降解效率随着材料碳铁负载质量比(C/Fe)的减少而升高,在最佳反应条件下,当C/Fe=1∶1时,120 min内nZVI-BC/PMS对NOR的去除率可达到98.8％.降解过程符合拟一级动力学,nZVI-BC/PMS体系在2 min内的降解速率可达(0.69±0.09)min-1,分别是nZVI和BC800催化PMS体系的2.55倍和6.27倍,且弱酸条件(pH=4.00)及温度升高(T=45℃)更利于nZVI-BC催化PMS降解NOR.nZVI-BC/PMS降解NOR是以·OH、·SO4和参与的自由基途径及以1O2主导作用的非自由基途径的协同效果,贡献作用为1O2＞·SO4＞·OH＞·O2,其中,1O2在整个反应路径中起至关重要的作用,贡献率达38.46％.据降解产物分析,得知NOR在nZVI-BC/PMS体系中的降解主要是通过脱氟和哌嗪环的开环裂解,最终转化为短链酸、CO2和H2O.本研究为实现NOR在水体中的高效去除提供了一种实际可用、高效环保的方法,同时为阻控新型污染物和抗生素耐药污染提供了新策略.
生物炭(BC)、纳米零价铁(nZVI)、过硫酸盐(PMS)、诺氟沙星(NOR)、降解
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X703(一般性问题)
国家自然科学基金;国家自然科学基金
2023-11-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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