关键词:
氟苯尼考
催化剂
施氏矿物
黄钾铁矾
类芬顿反应
摘要:
以氟苯尼考(FFC)为目标污染物,嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(***)介导合成施氏矿物和黄钾铁矾作为催化剂,研究催化类芬顿反应降解FFC效果.首先通过扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)、比表面积(BET)对两种矿物进行表征,接着研究矿物投加量、H_(2)O_(2)浓度、p H值和温度4个关键变量对催化类芬顿反应降解FFC的影响,最后分析FFC降解机理并检验矿物重复利用性能.结果表明,生物合成施氏矿物和黄钾铁矾平均粒径分别约为2.5和5.0μm,黄钾铁矾团聚现象更明显;施氏矿物和黄钾铁矾比表面积分别为116.67m^(2)/g和87.52m^(2)/g,总孔体积分别为0.098和0.065cm^(3)/g,平均孔径分别为2.986和2.867nm.矿物投加量的增加有助于提高FFC催化降解效率;FFC降解效率随着H_(2)O_(2)浓度的增加呈先增后减趋势;酸性和高温条件更有利于FFC的催化降解.在矿物投加量10g/L,H_(2)O_(2)浓度200mg/L,p H值3.00,温度36℃的共同实验条件下,结合液相色谱-质谱联用仪(LC-MS)测试结果,推断两种矿物催化降解FFC机理如下:矿物将H_(2)O_(2)吸附在表面,催化其分解产生·OH,·OH氧化FFC为中间产物,最终氧化为无机物.类芬顿反应过程中共检测到6种中间产物,包括含有苯环、酰胺基团或胺基团的醇类、醛类或羧酸类小分子有机物,以及甲基苯基砜.经循环利用10次后,两种矿物的晶型和官能团没有发生明显改变,具有良好的稳定性.