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近年来基于过一硫酸氢盐(PMS)的高级氧化技术在污水处理领域被广泛研究。氧化锰八面体分子筛(OMS-2)可活化PMS降解废水有机污染物,但在中性和弱碱性条件下OMS-2催化活性低。本文首次利用钙对OMS-2修饰并应用于活化PMS,并以酸性橙7(AO7)为模型,研究钙修饰OMS-2活化PMS降解污染物的性能与机理。本文主要研究内容如下:(1)将钙离子(Ca2+)引入OMS-2+PMS体系,在不同pH条件下酸性橙7(AO7)的降解效率均得到了提高,特别是在中性和弱碱性条件下促进效果更加明显,比如在pH为7的缓冲溶液中,AO7在OMS-2+PMS体系中的初始降解速率为0.0589 min-1,而引入Ca2+后其初始降解速率提高到0.236 min-1。表征结果发现,Ca2+与PMS之间存在配位作用使得PMS的氧化性能增强,从而提高底物降解的效率。通过PMS分解实验和抑制剂实验发现,产生活性物质的途径主要有两种:一种是一电子转移产生自由基的途径,另外一种是两电子转移直接氧化有机污染物的非自由基途径。(2)通过沉淀法原位制备了CaCO3/OMS-2复合型催化剂,用于活化PMS降解废水污染物。表征结果发现,CaCO3与OMS-2之间形成了Ca-O-Mn键使得OMS-2中Mn-O键的键能削弱。CaCO3/OMS-2+PMS体系拥有高效催化降解AO7的性能。在pH为8.2的缓冲溶液中AO7在12.5 min的降解率可达到93%。CaCO3/OMS-2活化PMS降解AO7的反应速率为0.21 min-1,分别是OMS-2+PMS和CaCO3的8.1倍和10倍。复合催化剂在连续使用7次后活性有所降低,第8次反应中,12.5 minAO7的降解仍可达到67%。在CaCO3/OMS-2+PMS体系中产生的活性物质有SO4-●,HO?,O2-●和1O2,但主要的活性物质为HO?。(3)通过沉淀法原位制备了Ca10(OH)2(PO4)6/OMS-2(MnHA)复合型催化剂。表征结果发现,催化剂中Ca10(OH)2(PO4)6(HA)与OMS-2之间发生了相互作用,电子由HA向OMS-2偏移使OMS-2的电子密度增大,导致Mn-O键的键能减弱。MnHA+PMS体系降解AO7的初始反应速率为0.1 min-1,是OMS-2+PMS和HA+PMS体系的2.94倍和10.8倍。在不同pH下MnHA均有较高的催化活性。复合型催化剂MnHA在连续使用5次后仍保持较高的催化活性,在第6次反应中,25 min后AO7的降解率为74%。MnHA+PMS体系中产生的活性物质有SO4-●,HO?,O2-●和1O2,但1O2是主要的活性物质。产生活性物质的途径有两种:一是PMS从低价锰中得到一个电子发生还原反应产生SO4-●和HO?;另一种是降解体系中形成了HSO5--OMS-2-AO7复合物,AO7失去电子通过OMS-2传递给PMS产生1O2。基于以上结果,本文以钙为原料修饰OMS-2达到了协同活化PMS降解有机污染物的目的,并拓宽了OMS-2活化PMS的pH适用范围,为OMS-2的修饰改性以及PMS活化机理的研究提供了新的思路和理论依据。