污泥基层状双氧化物/生物炭复合材料的原位制备及吸附机理

针对市政污泥中金属资源化程度低的问题,以富含铝的市政污泥为原料制备得到污泥基镁铝层状双氧化物/生物炭(MgAl LDO@biochar)复合材料。结合结构表征,静态吸附和动态吸附实验系统探讨LDO@biochar的吸附性能和吸附机理。结果表明,铝镁摩尔比为1∶2时,所制备LDO@biochar的比表面积和晶粒尺寸最大,其对模式污染物刚果红的吸附容量最高。在吸附过程中LDO通过“记忆效应”重构层状双氢氧化物(LDH)结构从而对阴离子产生吸附作用,biochar的共轭碳环和含氧官能团也可以作为污染物结合位点。污染物与吸附剂之间可通过离子交换、π-π共轭、氢键作用和静电吸引等方式结合。与阳离子型染料罗丹明B(11.30 mg·g^(-1))和具有单一共轭环结构的磺胺(20.25 mg·g^(-1))相比,阴离子型染料酸性橙II(181.30 mg·g^(-1))和具有多共轭环结构的四环素(39.49 mg·g^(-1))的平衡吸附容量更大,而具有多共轭环结构的阴离子型染料刚果红的平衡吸附容量高达477.46 mg·g^(-1)。本研究结果可为综合利用市政污泥制备高附加值环境功能材料提供参考。

磁性氮掺杂碳材料活化过硫酸盐降解酸性橙7

采用一步水热碳化法制备出微米级磁性氮掺杂碳材料(Magnetic N-doped Carbonaceous Materials,MNC)作为过硫酸盐(Persulfate,PDS)活化剂,以生成的活性氧化物质降解偶氮类染料酸性橙7(Acid Orange 7,AO7).同时,利用扫描电镜(SEM)、比表面积与孔径测定仪(BET)、振动样品磁强计(VSM)等对MNC进行表征,考察了MNC投加量、PDS浓度、初始p H值和无机阴离子对活化PDS降解AO7的影响,并采用紫外-可见光谱分析、淬灭实验和电子顺磁性共振(Electron Paramagnetic Resonance,EPR)初步探讨了AO7的降解机理.结果表明,MNC呈微米级球状,表面富含含氧基团和氨基等活性点位;饱和磁化强度为12.7 emu·g^(-1),能在外加磁场条件下实现固液分离.AO7去除率随MNC投加量、PDS浓度的增加而增加,但初始p H对AO7降解的影响呈相反规律,随p H升高而降低.3种无机阴离子对AO7降解抑制程度大小顺序为HCO_(3)^(-)>SO_(4)^(2-)>Cl^(-).紫外-可见光谱分析表明,AO7分子结构中偶氮键易被氧化断裂,苯环次之,萘环最难断裂降解.淬灭实验和EPR检测结果表明,AO7降解存在自由基路径和非自由基路径,非自由基作用占主要地位,且1O_(2)是AO7降解的占主导作用的活性氧化物种.