综述:蓝莓果渣与赤泥协同制备ZVI-Fe3O4-生物炭降解抗生素并减少有毒试剂使用

【字体: 时间:2025年08月08日 来源:Bioresource Technology 9

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  本综述推荐一种环境友好型零价铁生物炭(ZVI-BC)制备策略:通过蓝莓果渣提取物替代33.3%硼氢化钠(NaBH4),赤泥替代铁盐,成功合成磁性ZVI-Fe3O4-BC材料。该材料激活过硫酸盐(PS)降解四环素(TC)效率达95.6%,自由基(·OH/SO4?·/·O2?)贡献率分别为27.8%/29.4%/20.8%,为废弃物资源化与绿色修复提供新思路。

  

蓝莓果渣与赤泥的绿色转型:ZVI-Fe3O4-生物炭的抗生素降解革命

引言

四环素(TC)因其持久性成为环境顽疾,传统零价铁(ZVI)活化过硫酸盐(PS-AOP)技术虽有效但面临制备过程高毒、高耗能难题。一项突破性研究将蓝莓果渣的还原特性与赤泥的铁资源相结合,开创了绿色合成ZVI-Fe3O4-生物炭的新路径。

材料创新:自然废弃物的协同效应

蓝莓果渣提取物中抗坏血酸和花青素可还原Fe3+至Fe0,替代33.3%剧毒NaBH4;赤泥在果渣提供的酸性环境(pH<1)下释放铁离子,双重废弃物协同降低原料成本与生态风险。表征显示,所得材料具有磁性且ZVI均匀负载,解决了传统共热解法(>900℃)的能耗与分散不均问题。

降解机制:自由基的精准调控

优化后的ZVI-Fe3O4-BC/PS体系对TC降解率高达95.6%,自由基贡献量化显示SO4?·(29.4%)略优于·OH(27.8%),而·O2?(20.8%)辅助完成矿化过程。值得注意的是,反应中仍检测到有毒中间体,提示需严格控制反应充分性以避免二次污染。

环境意义与展望

该研究为“以废治废”提供范本:蓝莓果渣的还原潜能与赤泥的铁资源化,显著减少ZVI-BC制备中对有毒试剂的依赖。未来可探索其他富含还原性成分的农业废弃物(如茶渣、果皮)与工业废渣的组合,进一步推动环境修复技术的可持续发展。

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