中国环境科学

作者：陈思良, 孙雯, 洪耀良

单位：1. 苏州科技大学环境科学与工程学院, 江苏 苏州 215009;2. 江苏省水处理技术与材料协同创新中心, 江苏 苏州 215009;3. 江苏省分离净化材料与技术工程研究中心, 江苏 苏州 215009

关键词：生物炭,氮掺杂,CuS,橙黄G,过二硫酸盐

基金：国家自然科学基金资助项目(51908394)

以小麦秸秆和尿素为原料,通过热解-共沉淀法制备氮掺杂生物炭负载CuS的复合材料(CuS@NBC),采用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、全自动比表面及孔隙率分析仪(BET)等手段对CuS@NBC的理化性质进行分析,并将其用于活化过二硫酸盐(PDS)以降解水中的偶氮染料橙黄G(OG),探究PDS浓度、CuS@NBC浓度和初始pH值等反应条件对OG去除效果的影响,以及CuS@NBC的循环利用性能.结果表明,在OG浓度为50mg/L, CuS@NBC浓度为0.2g/L, PDS浓度为4mmol/L时, OG的去除率和矿化率分别为99.16%和36.79%;在初始pH值为5~9范围内OG具有良好的去除效果; CuS@NBC在循环使用5次后, OG的去除率仍有75.92%.通过自由基淬灭实验和电子顺磁共振(EPR)光谱测试结果表明CuS@NBC/PDS体系中主要活性氧为 O2·-和1O2. X射线光电子能谱仪(XPS)分析结果表明, CuS@NBC表面的Cu+、C=O、-COOH和石墨氮是活化PDS的主要活性位点.离子共存实验表明,Cl-对OG的去除具有促进作用, NO3-对OG的去除几乎没有影响,而HCO3-和HA对OG的去除具有显著的抑制作用.此外,结合实验结果提出CuS@NBC/PDS体系可能的活化机制.

来源：2024年第5期

《中国环境科学》期刊编辑部

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