马基诺矿(FeS)非均相类Fenton催化活化H2O2降解RhB

选用自然界存量丰富的马基诺矿(FeS)作为Fenton试剂,罗丹明B(RhB)为模型污染物,考察了该催化剂的催化活性,利用XRD、SEM对其进行了物相和形貌的表征.利用EPR证明FeS/H2O2体系中主要的活性物种为羟基自由基(·OH),利用·OH较高的氧化能力,设计了一个连续流反应循环装置.结果表明:经简单的机械研磨之后,平均粒径约为2μm的不规则块状FeS,能有效地催化活化H2O2去除RhB,反应仅15 min,20μmol·L^-1的RhB的去除率高达95%以上,H2O2的利用率达到88.4%,其中FeS用量为0.5 g·L^-1,氧化剂H2O2浓度为1 mmol·L^-1.该反应体系FeS/H2O2的pH适用范围较广(pH 3~9),在相同体系下完全降解同浓度的亚甲基蓝(MB)、甲基橙(MO)分别只需要15 min和20 min.当流动系统中液体流速为8.3 mL·min-1时,循环过柱120 min后RhB的去除率达到95%.

马基诺矿的氧化过程及在有机污染物治理中研究进展

为了促进马基诺矿(FeS)在有机污染物治理中的应用,综述了FeS的结构特征及性质、氧化过程,以及催化过程中的反应机理,指出:(1)天然矿物FeS是一种极好的还原性材料,也是高级氧化技术的催化材料,能应用在有机污染物治理中。(2)FeS的层状结构使其具有更好的电子转移能力,在氧化过程中会产生强还原性的Fe(Ⅱ)和S(-Ⅱ),产生的Fe(Ⅲ)也能与FeS反应生成Fe(Ⅱ),形成铁循环,S(-Ⅱ)促进了铁循环。(3)结构和性质导致FeS比其他还原性材料(例如零价铁)具有更强的还原性能和催化性能。有机物降解中,FeS通过吸附作用和还原作用能直接降解卤代有机污染物;FeS/高级氧化技术能降解大多数有机污染物,对含卤素、烯烃、苯环类有机污染物降解效果最为显著。目前大部分的研究都是对单一污染物,FeS高级氧化技术对复杂废水的降解效果需要进一步探讨。

铁矿物协同Shewanella oneidensis MR-1介导的钒(V(Ⅴ))还原及其作用机制

矿物协同微生物可以将高毒性的V(Ⅴ)还原为毒性及流动性较低的V(Ⅳ),从而达到治理钒污染的目的.以希瓦氏菌Shewanella oneidensis MR-1为试验菌株,采用黄铁矿、菱铁矿、马基诺矿3种铁矿物作为受试矿物,考察铁矿物协同微生物对V(Ⅴ)的还原特性,探讨影响V(Ⅴ)还原的因素,并研究马基诺矿协同S.oneidensis MR-1还原V(Ⅴ)对胞内酶活性、胞外聚合物(EPS)及电子传递的影响,解析铁矿物协同微生物介导的V(Ⅴ)还原机制.结果表明,3种铁矿物均能促进S.oneidensis MR-1对V(Ⅴ)的还原,其中马基诺矿的效果最佳,V(Ⅴ)还原率由对照组的80.84%提高到95.54%.马基诺矿协同S.oneidensis MR-1还原V(Ⅴ)的还原率与初始V(Ⅴ)浓度及pH值成反比,与矿物添加量及接菌量成正比.添加马基诺矿后,胞内的硝酸盐还原酶(NAR)、亚硝酸盐还原酶(NIR)、还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)及ATP水平均有不同程度的提高,EPS中蛋白质、多糖和核酸的含量增加,电子传递能力增强,从而促进V(Ⅴ)生物还原.扫描电镜-能量散射X射线谱(SEM-EDS)和X射线光电子能谱(XPS)显示,马基诺矿促进S.oneidensis MR-1将V(Ⅴ)还原为不溶性V(Ⅳ),形成沉淀聚集在菌体周围.