铜锌铝水滑石制备及活化过氧单硫酸盐对水中土霉素降解性能

编号：FTJS107122

篇名：铜锌铝水滑石制备及活化过氧单硫酸盐对水中土霉素降解性能

作者：闫旭 李旭光 宋雯 朱宝存

关键词： 铜锌铝水滑石 活化过氧单硫酸盐 土霉素 降解 高级氧化水处理技术

机构： 济南大学水利与环境学院

摘要： 【目的】利用水滑石(layered double hydroxide,LDH)粉体材料催化能力强、结构可调、制备难度低、分散性良好等优点及其在高级氧化技术中的应用潜能,研究铜锌铝水滑石(CuZnAl-LDH)的制备方法,以及活化过氧单硫酸盐(peroxymonosulfate,PMS)降解水中难降解污染物的性能。【方法】采用共沉淀法制备并表征CuZnAl-LDH-x;选择水中土霉素(oxytetracycline,OTC)进行降解实验,确定CuZnAl-LDH-x的较优制备条件,研究水化学条件对催化体系中OTC降解率的影响;探究CuZnAl-LDH-x活化PMS的催化机制和降解途径;在不同水体样本中进行催化体系的实际应用性能评估。【结果】制得的CuZnAl-LDH-x具有致密的六边形层状结构;当Cu、Zn、Al元素的物质的量比为5∶1∶2时,CuZnAl-LDH-1-PMS体系对OTC降解效果最佳;在CuZnAl-LDH-1-PMS体系初始pH为6、CuZnAl-LDH-1质量浓度为20 mg/L、PMS浓度为1.0 mmol/L、OTC质量浓度为10 mg/L时降解效果最佳,降解时间为40 min时降解率高达96.25%;CuZnAl-LDH-1-PMS体系具有良好的抗干扰性,pH、无机阴离子和腐殖酸等因素的影响较小;在CuZnAl-LDH-1-PMS体系降解OTC过程中存在自由基和非自由基2种途径,其中羟基自由基对降解率的贡献最大;CuZnAl-LDH-1-PMS体系在4种实际水体中对OTC的降解率仍能达到74%~95%。【结论】CuZnAl-LDH-x制备过程简便,具备高效活化PMS并降解抗生素类污染物的能力,可以作为基于过硫酸盐的高级氧化水处理技术的催化剂。