【摘 要】
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国家煤矿开采发展,产生大量的煤化工废水,会导致水污染影响生态环境,利用催化剂-过硫酸盐（PS）高级氧化技术构成非均相体系处理煤化工废水具有前瞻性。本文利用共沉淀法合成纳米复合金属催化剂Cu Fe2O4@AC,并对催化剂Cu Fe2O4@AC进行多种表征手段。利用Cu Fe2O4@AC/PS氧化体系降解模型污染物苯酚,在降解温度T、降解时间t、过硫酸盐（PS）投加量、Cu Fe2O4@AC投加量、降
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国家煤矿开采发展,产生大量的煤化工废水,会导致水污染影响生态环境,利用催化剂-过硫酸盐（PS）高级氧化技术构成非均相体系处理煤化工废水具有前瞻性。本文利用共沉淀法合成纳米复合金属催化剂Cu Fe2O4@AC,并对催化剂Cu Fe2O4@AC进行多种表征手段。利用Cu Fe2O4@AC/PS氧化体系降解模型污染物苯酚,在降解温度T、降解时间t、过硫酸盐（PS）投加量、Cu Fe2O4@AC投加量、降解p H等不同操作条件下,分别评价了催化剂Cu Fe2O4@AC的反应活性及模型污染物苯酚的降解效果。通过响应面分析研究多影响因素对苯酚降解的共同作用。各因素对降解率的影响顺序从大到小为降解温度、催化剂添加量、降解时间、过硫酸盐投加量、初始p H值。经分析得到的降解苯酚最优操作条件为降解温度T:75.2℃,降解时间t:49.3min,PS投加量:16.2g/L,Cu Fe2O4@AC投加量:9.7g/L,p H:6.87。探究苯酚降解的反应动力学,降解过程为一级反应。通过自由基淬灭实验研究了Cu Fe2O4@AC/PS体系的自由基种类及其贡献,发现氧化过程中羟基自由基和硫酸根自由基共同对苯酚的降解起作用,其中硫酸根自由基起主导作用。同时揭示了Cu Fe2O4@AC与PS共存的体系催化氧化苯酚时具有协同效应。利用Cu Fe2O4@AC/PS处理焦化废水,通过高分辨质谱分析（FT-ICR MS）高级氧化前后水中有机物组成的变化。分析发现原水的分子组成复杂,主要是多氧含硫化合物类化合物和多氧含氮含硫类化合物,种类多达58种。经过氧化降解的废水分析后结果表明,各类化合物的等效双键数（DBE）发生不同程度的下降;化合物类型减少,N1O2-N1O4与N2O2-N2O4类化合物被完全降解转化成其他化合物,说明Cu Fe2O4@AC/PS体系对多氧含氮类化合物较敏感,去除效果好。相比生化后焦化废水,Cu Fe2O4@AC/PS处理后废水的TOC与COD分别下降了97.46%和81.94%。
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