氮掺杂生物炭负载CuS活化过硫酸盐去除橙黄G

作     者：陈思良 孙雯 洪耀良 CHEN Si-liang;SUN Wen;HONG Yao-liang

作者机构：苏州科技大学环境科学与工程学院江苏苏州215009 江苏省水处理技术与材料协同创新中心江苏苏州215009 江苏省分离净化材料与技术工程研究中心江苏苏州215009 

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

年 卷 期：2024年第44卷第5期

页      面：2483-2494页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(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50mg/L,CuS@NBC浓度为0.2g/L,PDS浓度为4mmol/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5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O_(2)·^(-)和^(1)O_(2).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,NO_(3)^(-)对OG的去除几乎没有影响,而HCO_(3)^(-)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.