氮掺杂生物炭负载CuS活化过二硫酸盐去除水中橙黄G

作     者：陈思良 孙雯 洪耀良 

作者机构：江苏省分离净化材料与技术工程研究中心 江苏省水处理技术与材料协同创新中心 苏州科技大学环境科学与工程学院 

出 版 物：《中国环境科学》 (China Environmental Science)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金（51908394） 

主　　题：生物炭 氮掺杂 CuS 橙黄G 过二硫酸盐 

摘      要：以小麦秸秆和尿素为原料， 通过热解-共沉淀法制备氮掺杂生物炭负载CuS的复合材料(CuS@NBC)， 采用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、全自动比表面及孔隙率分析仪(BET)等手段对CuS@NBC的理化性质进行分析， 并将其用于活化过二硫酸盐(PDS)以降解水中的偶氮染料橙黄G(OG)， 探究PDS浓度、CuS@NBC浓度和初始pH值等反应条件对OG去除效果的影响， 以及CuS@NBC的循环利用性能.结果表明在OG浓度为50 mg/L， CuS@NBC浓度为0.2 g/L， PDS浓度为4 mmol/L时， OG的去除率和矿化率分别为99.16%和36.79%; 在初始pH值为5-9范围内OG具有良好的去除效果; CuS@NBC在循环使用五次后， OG的去除率仍有75.92%. 通过自由基淬灭实验和电子顺磁共振(EPR)光谱测试结果表明CuS@NBC/PDS体系中主要活性氧为O2·-和1O2. X射线光电子能谱仪(XPS)分析结果表明， CuS@NBC表面的Cu+、C=O、-COOH和石墨氮是活化PDS的主要活性位点. 离子共存实验表明，Cl-对OG的去除具有促进作用， NO3-对OG的去除几乎没有影响， 而HCO3-和HA对OG的去除具有显著的抑制作用. 此外， 结合实验结果提出CuS@NBC/ PDS体系可能的活化机制.