-
生物通官微
陪你抓住生命科技
跳动的脉搏
生物通官微
陪你抓住生命科技
跳动的脉搏
电场辅助纳滤技术实现锂镁高效分离的机理研究
【字体： 大 中 小 】 时间：2025年08月07日 来源：Water Research 12.4
编辑推荐：
推荐：研究人员针对铜基高级氧化工艺(Cu-based AOPs)在环境相关条件下效率受限的问题，开展了Cu(II)/AA和Cu(II)/H2O2/AA体系的机理研究。通过建立动力学模型，发现分次添加抗坏血酸(AA)可使甲酸盐降解效率提升至90%以上，为开发低成本、高效率的废水处理技术提供了新思路。
随着工业废水中有机污染物日益复杂，传统芬顿技术面临pH适用范围窄、铁污泥产生量大等瓶颈问题。铜基高级氧化工艺(Cu-based AOPs)因其在近中性pH条件下的良好溶解性和催化活性备受关注，但Cu(II)还原速率慢、氧化效率低等关键问题制约着其实际应用。特别是在含氯环境中，铜的氧化还原循环机制尚不明确，亟需深入探究抗坏血酸(AA)在铜催化体系中的作用机制。
新南威尔士大学(The University of New South Wales)的研究团队通过建立机理动力学模型，系统研究了不同氯离子浓度下Cu(II)/AA和Cu(II)/H2O2/AA体系的反应机制。研究发现，在2 mM NaHCO3背景溶液、pH 7.5条件下，单独使用Cu(II)/AA体系时，由于H2O2生成不足和AA及其氧化产物对Cu(III)的清除作用，甲酸盐降解效率较低。但当将AA引入Cu(II)/H2O2体系时，能显著加速Cu(II)还原为Cu(I)，促进铜的氧化还原循环。通过优化AA分次投加策略（每10分钟添加0.5 mM），研究团队在50分钟内实现了90%以上的甲酸盐降解效率。
研究采用了多种关键技术方法：1) 紫外-可见分光光度法测定Cu(I)、AA、H2O2等组分浓度；2) 放射性标记技术追踪甲酸盐降解；3) 电子顺磁共振(EPR)检测活性氧物种；4) Kintek Explorer软件构建动力学模型；5) 灵敏度分析确定关键反应速率常数。
在"Cu(II)/AA系统"部分，研究发现低氯浓度(0.01 M)下AA能快速还原Cu(II)，但产生的H2O2浓度有限。当氯浓度增至0.7 M时，Cu(I)氧化速率降低导致H2O2生成减少，甲酸盐降解效率显著下降。"AA在Cu(II)/H2O2系统中的添加"研究表明，AA能加速Cu(III)生成，但其清除作用使降解效率在10分钟后停滞在40%左右。通过"动力学建模"优化的分次投加策略，成功克服了这一限制。
在"技术可行性与适用性"方面，研究评估了天然有机物(NOM)和EDTA的干扰效应。虽然1 mg/L SRFA会使降解效率降至75%，但该体系仍保持良好处理效果。经济分析显示，相较于传统芬顿工艺，该技术具有操作成本低(1.43 � m-3)、无需调节pH等优势。
这项发表在《Water Research》的研究具有重要应用价值：1) 阐明了氯离子浓度对铜催化机制的影响规律；2) 开发了AA分次投加的操作策略；3) 为近中性条件下有机污染物去除提供了经济高效的解决方案。研究建立的动力学模型不仅能优化试剂投加策略，还可指导其他铜基高级氧化工艺的设计与放大，推动水处理技术的创新发展。
生物通微信公众号
知名企业招聘
