纳米Fe_(3)O_(4)/生物炭活化过硫酸盐降解盐酸四环素

摘要

为找到经济有效且环保的自由基激发剂,以激发过硫酸盐(PS)氧化降解有机污染物,本研究制备了纳米Fe_(3)O_(4)/生物炭(BC)复合材料,并对其进行表征,检验其激发PS氧化降解水中盐酸四环素(TCH)的效果。结果发现,质量比为1∶4、1∶2和1∶1的纳米Fe_(3)O_(4)/BC复合材料均能有效激发PS氧化降解TCH,降解4 h后,TCH浓度分别减少了80.1%、82.5%和86.5%,而单一纳米Fe_(3)O_(4)和单一BC处理的TCH浓度仅减少了67.7%和61.8%。阴离子HCO_(3)^(-)和H_(2)PO_(4)^(-)显著抑制TCH降解,且HCO_(3)^(-)比H_(2)PO_(4)^(-)的抑制作用更强,而Cl-和NO-3促进TCH降解。淬灭试验及电子自旋顺磁共振(EPR)检测表明,该降解过程中单线态氧(^(1)O_(2))是主要活性物质,其次是羟基自由基(·OH)。当重复使用第3次时,质量比为1∶4、1∶2和1∶1的纳米Fe_(3)O_(4)/BC复合材料对TCH的去除率仍达70%以上。因此,纳米Fe_(3)O_(4)/BC复合材料是一种很有应用潜力的PS激发剂,可实现TCH的快速氧化降解。