CuO-高岭石活化PMS降解诺氟沙星性能

【目的】为解决纯过硫酸盐催化剂在制备过程中易团聚的问题,分析引入高岭石载体后催化剂的结构和催化性能的变化规律,实现对抗生素废水中有机污染物的高效降解。【方法】首先以高岭石为载体,采用水热煅烧法制备了CuO-高岭石复合材料;使用物相分析、X射线光电子谱、扫描电子显微镜和氮吸附仪等对材料的晶体结构、表面化学态、微观形貌、比表面积以及孔结构特征进行表征,考察不同CuO与高岭石质量比、催化剂用量和过一硫酸盐(peroxymonosulfate,PMS)用量对NOR降解效率的影响,进行实验条件优化,并系统分析CuO-高岭石复合材料催化PMS降解NOR的机制。【结果】CuO与高岭石质量比为40%时CuO-高岭石复合材料具有最优的催化性能,在催化剂质量浓度为1.5 g/L,PMS浓度为1.0 mmol/L,NOR初始质量浓度为10 mg/L,反应时间为60 min时,NOR的降解效率为76.21%;CuO-高岭石中Cu(Ⅰ)、Cu(Ⅱ)之间的价态循环参与PMS的活化,反应体系中主要的活性物种是单线态氧^(1)O_(2),而超氧自由基O_(2)^(·-)、硫酸根自由基SO_(4)^(·-)和羟基自由基·OH也参与NOR降解过程。【结论】CuO-高岭石复合材料中,CuO纳米片能够均匀地分散并沉积在高岭石载体表面,显著减少CuO纳米片的相互团聚,使得更多反应活性位点暴露,增强复合材料对PMS的活化能力和对NOR的降解能力。