Fe3O4-nZVI類Fenton法降解水中磺胺甲惡唑

謝欣卓,鐘金魁,2*,李 靜,鄭博文

Fe3O4-nZVI類Fenton法降解水中磺胺甲惡唑

謝欣卓1,鐘金魁1,2*,李 靜1,鄭博文1

(1.蘭州交通大學環境與市政工程學院,甘肅 蘭州 730070；2.甘肅省黃河水環境重點實驗室,甘肅 蘭州 730070)

采用共沉淀和液相還原兩步法制得四氧化三鐵負載納米零價鐵(Fe3O4-nZVI),將其作為類Fenton反應的催化劑用于水中磺胺甲惡唑(SMX)的降解.通過批實驗法研究了H2O2濃度?Fe3O4-nZVI投加量?pH值?SMX初始濃度?反應溫度等因素對SMX降解的影響.SEM?EDS?XRD和XPS表征結果表明,制備的Fe3O4-nZVI為納米級磁性復合材料.批實驗結果表明,在一定實驗條件范圍內,提高H2O2濃度?Fe3O4-nZVI投加量和反應溫度,以及降低體系pH值,均可提高SMX的降解率.動力學擬合參數表明,SMX的類Fenton催化降解符合擬一級動力學模型.在25℃時,當H2O2濃度為10mmol/L?Fe3O4-nZVI投加量為0.8g/L?pH=3?SMX初始濃度為10mg/L,SMX在180min時的降解率為99.61%.用VSM測得Fe3O4-nZVI的飽和磁化強度為105.52emu/g,表明其易于磁回收.重復利用實驗表明,Fe3O4-nZVI具有較好的反應活性和穩定性.自由基淬滅實驗表明,·OH的氧化作用是SMX降解的主要機理.

Fe3O4-nZVI；高級氧化；類Fenton；磺胺甲惡唑

磺胺類抗生素(SAs)因其抗菌譜廣、性質穩定成為使用較多的抗生素,世界上許多河流沉積物、地下水和土壤中可檢出的SAs多達10幾種[1].磺胺甲惡唑(SMX)作為SAs的典型代表,在我國長江、黃河、珠江等水域均有檢出[2-3].低劑量時SMX仍具有生物活性,在相當低的濃度范圍內,也可能對水生生物構成生態毒理風險,進而對人類健康帶來潛在危害.因此,有效消除環境中的SMX成為當前研究的熱點.

Fenton法作為高級氧化技術(AOPs),廣泛用于有機污染物……