光助SR-Fenton协同体系去除水中阿特拉津的研究

摘要

阿特拉津是一种世界范围内广泛应用的除草剂.由于其长期施用,致使其在土壤中残留较高,随着降雨和下渗造成地表和地下水质污染.许多研究表明阿特拉津在自然界具有高水溶性、低蒸汽压、水解慢的特点;同时,水中的阿特拉津很难被微生物分解,世界各国的多处水体中都有阿特拉津检出,已成为潜在的环境危害.此外,美国环境署还将阿特拉津列为致癌和内分泌干扰物.因此,水体的阿特拉津污染逐渐被公众和相关研究机构所关注.据报道,现有水处理技术,如絮凝沉淀、活性污泥法、消毒等常规水处理工艺都很难去除水中的阿特拉津,特别是当水体被作为饮用水源时,如何去除水中的阿特拉津是亟待解决的问题.本文设计了一种复合催化剂CO3O4/Co-TiO2。该催化剂表面负载CO3O4颗粒作为SR-Fenton催化活性点位，同时CO2+离子掺杂TiO2晶格可被可见光激发发生光催化。当光、催化剂和KHSO5同时存在时，三者构成光催化-SR-Fenton协同体系。通过对比Vis/[CO3O4/Co-TiO2]/KHSO5、Vis/[CO3O4/Co-TiO2]和[CO3O4/Co-TiO2]/KHSO5三种体系对阿特拉津的降解效果，Vis/[CO3O4/Co-TiO2]/KHSO5表现出明显的Fenton-光催化协同作用。进一步研究pH值、KHSOs与阿特拉津摩尔比和[CO3O4/Co-TiO2]投加量对协同降解阿特拉津效果的影响。最后，结合XRD、XPS和UV-DRS等手段和催化活性试验数据分析了Vis/[CO3O4/Co-TiO2]/KHSO5体系的催化机理。