磁性生物炭负载α-MnO_(2)活化过一硫酸盐降解2,2′,4,4′-四溴联苯醚

摘要

环境中的多溴联苯醚(PBDEs)对人类健康和生态环境存在潜在危害,开发高效、经济和环保的高级氧化体系对其进行有效降解具有重要意义.利用水热法合成的磁性生物炭负载二氧化锰复合材料(α-MnO_(2)/MWB)作为催化剂,有效活化过一硫酸盐(PMS)降解2,2′,4,4′-四溴联苯醚(BDE-47),通过SEM、XRD、FT-IR和BET等手段对材料进行表征分析,同时探究了材料对PMS的催化活化能力.结果表明,α-MnO_(2)/MWB具有最佳的催化性能,在α-MnO_(2)/MWB负载质量比为1∶2、催化剂投加量为0.05 g·L^(-1)、PMS浓度为5 mmol·L^(-1)的条件下,对1 mg·L^(-1)BDE-47的降解率达到94%.溶液初始pH对体系的影响较小,氯离子(Cl-)和腐殖酸(HA)对BDE-47的降解有抑制作用,随其浓度升高抑制作用增强,硝酸根离子(NO_(3)^(-))和碳酸氢根离子(HCO_(3)^(-))对降解几乎无影响.通过自由基淬灭实验证明SO_(4)^(-)·和·OH是该体系降解BDE-47的两种关键自由基,其中SO_(4)^(-)·占主导地位.反应前后材料的XPS表征分析表明,Mn和Fe元素的价态转化是活化PMS的主要原因.α-MnO_(2)/MWB经重复利用4次,仍保持着高效的催化性能.