焦粉高效活化過硫酸鹽對苯胺的降解性能

徐天緣，鄭茜，王連娟，陳婷，魏鑫鵬

（1 中國礦業大學資源與地球科學學院，江蘇 徐州 221116；2 中國礦業大學國家煤加工與潔凈化工程技術研究中心，江蘇 徐州 221116）

焦粉通常是以主焦煤和配煤在高于900℃的條件下經干餾而獲得的粒徑小于5mm的粉末狀焦炭，是焦炭生產及后續使用過程中產生的一種副產物。自2011 年起至今，我國焦炭產量一直維持在4億噸以上。因其無法滿足冶金工藝需求，導致大部分焦粉被作為固體廢物丟棄或只能當作低級燃料廉價處理。此外，由于某些地方和企業對焦化生產缺乏有效管理，導致大量廢棄焦粉露天堆積，造成了嚴重的環境問題，進而影響生產廠區和周圍居民的生活和工作環境。但與此同時，焦粉具有灰分少、比表面積大、孔隙結構發達等特點，且價格低廉來源廣泛，被認為是一種很好的吸附材料。此外，經高溫處理過的焦粉具有熱穩定性高的優點，且富含持久性自由基。同時，焦粉固定碳含量高于70%，具有一定的碳材料結構特征，如富含sp2與sp雜化、π-π結構、含氧官能團以及缺陷位點等。焦粉的這些特殊結構特征與表面性質使其具有活化過硫酸鹽的潛力。因此，利用低成本的焦粉作為水體污染控制材料不僅可以解決焦化廠區與周圍居民的工作環境問題，還可以“變廢為寶”用于環境修復，實現資源化再利用。

本研究以苯胺為模擬焦化廢水，探討焦粉活化過硫酸鹽降解苯胺的催化性能與穩定性，重點考察焦粉劑量、過硫酸鹽含量、pH、共存陰離子等影響因素對苯胺降解效率的影響，并利用響應曲面方法評估了各影響因素之間的交互作用。……