《环境科学杂志》发表论文赏析

纳米核壳Co@NC催化剂活化过氧乙酸降解磺胺甲(口恶)唑

来源:环境科学杂志2023年第1期北京时间:

作者:郑婷露,张龙龙,陈家斌,张亚雷,周雪飞

单位:同济大学环境科学与工程学院, 上海 200092,同济大学环境科学与工程学院, 上海 200092,同济大学环境科学与工程学院, 上海 200092,同济大学环境科学与工程学院, 上海 200092,同济大学环境科学与工程学院, 上海 200092

摘要:过氧乙酸[PAA,CH3 C (O) OOH]作为一种新兴的氧化剂,在处理污水中难降解有机污染物中受到了越来越多的关注.通过蚀刻方法制备出纳米核壳Co@NC催化剂,并将其用于活化PAA降解污水中磺胺甲(口恶)唑(SMX).结果表明,当控制催化剂投加量为0.02 g ·L-1、PAA浓度为0.12 mmol ·L-1和SMX浓度为10 μmol ·L-1时,反应5 min时SMX的去除率即可达到98%,且降解SMX的速率常数为0.80 min-1.SMX降解效率随催化剂添加量和PAA浓度提高而显著增加.结果发现核壳Co@NC/PAA体系在近中性条件下(pH为6.0~8.0)可获得最佳的SMX降解效果,酸性或碱性条件均不利于SMX去除.HCO3-和腐殖酸对该催化体系存在显著抑制,而Cl-抑制作用较弱.此外,通过自由基淬灭实验和电子顺磁共振(EPR)研究发现,乙酰氧自由基(CH3 CO2 ·)和乙酰过氧自由基(CH3 CO3 ·)为该体系中降解SMX的主要活性氧物种.进一步采用U-HPLC-Q-Exactive Orbitrap HRMS测定了该体系中SMX的降解产物,并提出了SMX可能的降解路径.同时,催化剂循环利用实验表明,纳米核壳Co@NC催化剂具有较好的催化稳定性和重复利用性.

关键词:纳米核壳Co@NC催化剂,过氧乙酸,磺胺甲(口恶)唑(SMX),高级氧化技术,有机自由基,

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