中国环境科学

作者：云玉攀, 苗志加, 王晓磊, 王伟燕, 于海涛

单位：1. 河北地质大学, 河北省水资源可持续利用与产业结构优化协同创新中心, 河北 石家庄 050031;2. 河北师范大学化学与材料科学学院, 河北省有机功能分子重点实验室, 河北 石家庄 050024;3. 河北粤海水务集团有限公司, 河北省污水治理与资源化技术创新中心, 河北 石家庄 050031

关键词：水污染,硝酸盐氮,催化反硝化,响应面曲线法,Langmuir-Hinshelwood模型

基金：国家自然科学基金资助项目（21971054）；河北省博士后择优资助项目（B2021005002）；河北省自然科学基金资助项目（C2021403002）；河北粤海水务集团有限公司深度脱氮技术研究创新团队专项资金资助项目（228790046A）；石家庄科学技术研发项目（211790303A）

为解决水体中的硝酸盐氮污染，提出了零价铁（Fe0）耦合Pd-Cu催化剂的新型催化反硝化法去除水体中的硝酸盐氮.分别从催化反硝化操作参数的优化、反应机理及动力学等方面进行深入探讨.结果发现，用响应面曲线法对实验进行设计及分析，筛选的最佳操作条件为：溶液pH为5.0、反应时间为135min、活性组分Pd：Cu质量比为3.1、Fe0投加量为3.1g/L.在此实验条件下，催化反硝化的氮气转化率可达到74.6%. 催化反应中， Fe0在催化反应中作为电子供体存在.催化剂载体负载的活性组分Pd、Cu在催化反应中发挥着重要的作用.催化剂载体的物理化学特性（如多孔结构、比表面积、吸附性能等）很大程度上影响着催化反硝化效果.通过控制溶液适宜的pH值、对催化剂载体进行酸洗处理、改变催化剂活性组分等方法可以一定程度上提高催化反硝化N2转化率.催化反硝化反应遵循Langmuir-Hinshelwood一级反应动力学规律.该催化反应是一个典型的多级反应过程.一定浓度的HCl溶液和NaOH溶液能使催化剂再生，提升催化剂的催化效果.

来源：2023年第10期

《中国环境科学》期刊编辑部

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