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摘要:
广西大量的废弃杉木屑是放错位置的宝贵资源。为达到“以废治废”目的,本文以废弃杉木屑为原料制备合成了具有磁回收能力的生物炭复合材料,并研究其活化过一硫酸盐(Peroxymonosulfate,PMS)降解左氧氟沙星(Levofloxacin,LEV)抗生素的性能。通过对杉木屑生物炭(Fir sawdust biochar, BC)进行氮掺杂、Fe3O4负载制备出具有高效PMS活化能力和优异磁分离性能的磁性氮掺杂杉木屑生物炭(Magnetic nitrogen doped fir sawdust biochar, MNC)。相比BC,MNC的石墨化程度提高,缺陷活性位点增多,比表面积也得到显著改善,且具备超顺磁性和大的磁饱和强度,饱和磁化值达到10.45 emu·g−1;主要考察了PMS浓度、MNC投加量、溶液初始pH、无机阴离子与腐殖酸对MNC降解LEV的影响。研究表明:相较于BC、磁性生物炭(Magnetic fir sawdust biochar,MC)和氮掺杂生物炭(Nitrogen doped fir sawdust biochar,NC),MNC活化PMS降解LEV的效率显著提升。当MNC投加量为1.0 g/L,PMS浓度为0.3 mmol/L,初始pH为7,LEV浓度为10 mg/L的条件下,LEV去除率在30 min达到84%;同等条件下,对双酚A(Bisphenol A,BPA)、罗丹明B(Rhodamine B,RhB)和四环素(Tetracycline,TC)的去除率分别为94%、98%和87%。Cl、NO3和腐殖酸(Humic acid,HA)对MNC活化PMS降解LEV无明显影响。淬灭实验证实,自由基途径和非自由基途径生成的O2•与1O2主导了MNC/PMS体系对LEV的降解。此外,MNC循环使用4次后,活化PMS去除LEV的效率仍能达到75%左右。本文为废弃杉木屑高效、绿色的资源化利用提供了新策略和借鉴意义。
摘要:
近年来,磷酸氯喹(Chloroquine phosphate,CQP)作为治疗新冠的特效药得到广泛应用,并且由于其具有优异的抗炎症和抗疟疾能力,在疫情结束后仍发挥着重要作用。磷酸氯喹的大量使用对环境造成严重的潜在危害。将废弃的木屑资源化利用,通过共沉淀-无氧煅烧法制备出具有磁回收能力的铁酸镍负载杉木屑生物炭复合材料(Nickel ferrate loaded biochar,NiFe2O4@BC),并研究其活化过一硫酸盐(Peroxymonosulfate,PMS)降解CQP的性能。利用多种表征对NiFe2O4@BC复合材料的组成结构、表面官能团和石墨化程度进行分析,相较于未改性的杉木屑生物炭(Fir sawdust biochar,BC),将具有磁性NiFe2O4的负载在生物炭上,使复合材料的石墨化程度提高,缺陷活性位点也得到增多,对CQP的去除效果得到巨大提高。主要考察了NiFe2O4@BC投加量、PMS浓度、溶液初始pH、共存无机阴离子与腐殖酸在降解CQP过程中的影响。研究表明:当NiFe2O4@BC投加量为0.5 g/L,PMS浓度为1.0 mmol/L,CQP浓度为10 mg/L的条件下,CQP去除率在120 min达到89%。在偏酸性或者偏碱的条件下更有利于CQP的降解,腐殖酸(Humic acid,HA)对NiFe2O4@BC活化PMS降解CQP具有促进作用。淬灭实验证实,自由基途径和非自由基途径生成的•OH与1O2主导了NiFe2O4@BC/PMS体系对CQP的降解。在同等条件下,对多种污染物均能达到80%以上的降解效果。此外,NiFe2O4@BC循环使用5次后,活化PMS去除CQP的效率仍能达到74%左右。本文为废弃杉木屑高效、绿色的资源化利用提供了新策略和借鉴意义。