锌硫功能生物炭活化过二硫酸盐降解亚甲基蓝

以入侵物种水葫芦为原料,七水硫酸锌(ZnSO_(4)·7H_(2)O)溶液作为培养基,采用简单环保的植物富集法结合一步热解法制备了锌(Zn)硫(S)功能生物炭(Zn/S-BC),并利用SEM、BET、FT-IR、XRD和XPS等对其形貌和结构等进行了表征。以亚甲基蓝(MB)为主要污染物,考察了不同体系、Zn/S-BC投加量、过二硫酸盐(PDS)投加量、初始p H、共存阴离子和不同质量浓度MB等对Zn/S-BC活化PDS降解MB的影响,并探索了体系降解MB起主导作用的活性物种。实验结果表明:在溶液初始p H为7.08、Zn/S-BC投加量为0.2 g/L、PDS投加量为0.3 mmol/L、MB初始质量浓度为50 mg/L和反应温度为25℃条件下,体系对MB的降解率达98.7%,Zn/S-BC-PDS体系对高质量浓度MB(100、500、1 000 mg/L)及甲基橙(MO)和四环素(TC)也有很好的降解效果。在MB降解过程中硫酸盐自由基(SO_(4)^(·-))、羟基自由基(·OH)和单线态氧(^(1)O_(2))是参与MB降解的主要活性物质,催化剂表面的含氧官能团C—O、吡啶氮、石墨氮和噻吩硫等也会参与对MB的降解。Zn/S-BC-PDS体系具有很好的抗干扰性和稳定性。该研究为绿色高效催化剂的制备及其催化PDS降解有机污染物提供了参考。