生物炭催化过硫酸盐脱色偶氮染料金橙Ⅱ

摘要

生物炭作为一种廉价易得的材料,在土壤修复等各方面的功能已引起广泛关注,但其催化作用却鲜有研究。首次对生物炭(biochar-BC)催化过硫酸盐(Na2S2O8-PS)使偶氮染料金橙Ⅱ(AO7)脱色的可行性进行研究,对影响催化体系脱色效率的因素(包括pH、生物炭质量浓度和PS/AO7摩尔比)进行探讨,同时研究了生物炭的重复利用效果及前后性质变化。结果表明:PS/BC体系明显比单独的PS体系脱色效果好;两个反应体系都遵循一级反应动力学;PS/BC体系反应的最适pH接近中性;生物炭质量浓度越大,脱色效果越好;PS/AO7摩尔比越大,脱色效果越好,但是催化效果却没有相应的改善;生物炭重复利用后对AO7仍然有脱色效果;BC的孔大多位于层状结构表面,且为小孔,重复使用后,表面孔会堵塞;除了灰分和氧元素外,其他元素(C、N、H、S)含量都有一定程度的减小;BC表面官能团种类很多,主要有C=O、C=C、C-O、C-H,芳香族C=C和C-H以及-OH官能团;BC重复使用后-OH峰会消失。综上述,生物炭可以催化过硫酸盐对偶氮染料AO7进行脱色,原理是BC表面的-OH官能团与PS反应生成硫酸根自由基去除AO7。