炭基纳米零价铁/二价铁协助自由基去除全氟化合物效能及机制

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全氟辛烷磺酸盐(PFOS)是一种典型的全氟化合物,因其对人体存在潜在危害且在环境中分布日益增多,而被国内外学者广泛关注。加之PFOS自身结构的稳定,常规手段难以将其从环境中有效去除。水是生命之源,PFOS在水环境中长期存在,会对生物的健康造成严重威胁,因此,研究水环境中PFOS的有效去除对于保证公共用水安全具有重大的现实意义。本文自制GAC-Fe2+,GAC-Fe0复合材料。对其进行X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和红外光谱(FITR)表征。之后在紫外光和加热体系中引入复合材料,共同激活过硫酸盐,考察对水体中PFOS的去除效果。通过对比不同工艺,得出紫外光+GAC-Fe2++过硫酸盐体系和热+GAC-Fe0+过硫酸盐体系均能很好的去除目标污染物PFOS。之后分析了两个体系中复合材料投加量,过硫酸盐投加量,PFOS初始浓度,体系pH值,体系温度对去除效果的影响。最后研究两个体系的去除动力学,及各种影响因素对去除动力学过程的影响。研究结果如下:紫外+GAC-Fe2++过硫酸盐工艺对PFOS的去除表观速率常数0.41(min-1),相关系数R2=0.93;热+GAC-Fe0+过硫酸盐工艺对PFOS的去除表观速率常数0.48(min-1),相关系数R2=0.92,两个体系的动力学均满足准一级动力学模型。初步探究了去除机理得知,PFOS的去除主要是因为活性炭的吸附及硫酸根自由基的作用。
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