氮掺杂生物炭催化臭氧对于布洛芬的降解特性与机制

来源：环境科学杂志2022年第1期北京时间：

作者：柴铖,许路,金鑫,石烜,吴晨曦,金鹏康

单位：西安建筑科技大学环境与市政工程学院, 西安 710055,西安交通大学人居环境与建筑工程学院, 西安 710049,西安交通大学人居环境与建筑工程学院, 西安 710049,西安交通大学人居环境与建筑工程学院, 西安 710049,西安建筑科技大学环境与市政工程学院, 西安 710055,西安建筑科技大学环境与市政工程学院, 西安 710055,西安交通大学人居环境与建筑工程学院, 西安 710049

摘要：系统研究了新型氮掺杂生物炭材料（N-C）催化臭氧对于水中布洛芬（IBP）的氧化降解效能及机制，并深入探究了初始pH、臭氧投加量、催化剂投加量、不同阴离子和背景水质条件对IBP降解效率的影响.结果表明，相较于一些常见的碳基催化剂（g-C₃N₄、生物炭、颗粒活性炭）及金属催化剂（MnO₂、Fe₃O₄），N-C催化臭氧体系具有十分突出的有机污染物氧化降解性能，反应5 min对于IBP的去除率高达100%，并且能将臭氧利用率从10%提高到46%.该体系的处理效率随pH的升高而增强，相比于提高臭氧投加量，增大催化剂的浓度可以显著提高系统的处理能力.通过淬灭实验和EPR进一步证实了N-C可有效催化臭氧产生更多活性氧，如超氧自由基（·O₂-）和H₂O₂等，同时发现·O₂-是该反应体系中主要的活性物质，对于IBP的降解起主导作用.

关键词：臭氧氧化,催化臭氧,氮掺杂生物炭,布洛芬(IBP),超氧自由基(·O-2),