经氢改性的废铁催化剂可促进PMS(相转移催化剂)在高盐废水中对四环素的降解反应,使其高效生成氧气(O2)

《Langmuir》:Hydrogen-Modified Waste Iron Catalysts Drive PMS Activation to 1O2 for Tetracycline Degradation in High-Salt Wastewater

【字体: 时间:2025年11月19日 来源:Langmuir 3.9

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  废热熔胶经氢化改性后作为新型非自由基氧化催化剂,显著提升高盐条件下四环素(TC)降解效率达86%,降解速率常数增加2倍,催化剂循环稳定性达95.37%。XRD/XPS证实改性增强Fe3O4晶相(86.53%)和Fe2+/Fe3+比值(1.32),单线态氧(1O?)贡献63.24%降解。

  
摘要图片

为克服传统降解方法在高盐废水处理中的局限性——这些局限性源于四环素(TC)与盐类之间形成的稳定复合物,以及阴离子对自由基反应的抑制作用——本研究提出了一种利用回收的废热膏资源的新颖非自由基氧化方法。通过对废热膏中的铁基材料进行氢化改性,开发出一种高效的非自由基驱动的H2-热膏(H2–WP)催化剂,用于在高盐条件下实现TC的定向降解。XRD和XPS分析表明,氢化改性显著提高了Fe3O4的结晶度(从42.96%提高到86.53%),以及催化剂表面的Fe2+/Fe3+比例(从0.89提高到1.32),从而增强了PMS生成单线态氧(1O2)的能力。H2–WP/PMS系统在高盐条件下的TC去除效率达到了86%,其降解速率常数是WP/PMS系统的两倍。值得注意的是,该催化剂在连续使用四个循环后仍保持了95.37%的初始活性,显示出优异的耐盐降解性能。自由基淬灭实验和EPR光谱分析显示,1O2在TC氧化过程中具有选择性,贡献了63.24%的降解量。进一步的XPS和UPLC-MS分析为降解机制和途径提供了深入见解。本研究建立了一种将废物转化为催化剂的新方法,用于处理高盐废水,并加深了对复杂水环境中非自由基氧化机制的理解。

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