硅基高分散鈷氧化物活化亞硫酸鹽降解有機污染物的效能

鄭懷禮 肖偉龍 黃文璇 丁魏 李關俠 胡超

摘 要：近年來，基于硫酸根自由基（SO4·-）的高級氧化技術（SR-AOPs）迅速發展，高效穩定地產生SO4·-自由基的催化劑及相關機制成為新的研究重點。采用氨水改性吸附焙燒法制備非均相硅基高分散鈷氧化物（CoNSi）催化劑，用于活化工業副產物亞硫酸鹽（S（IV）），進而以廢治污降解污染物。分別研究了不同pH值、不同CoNSi和亞硫酸鈉（Na2SO3）投加量、不同橙黃Ⅱ（AO7）濃度以及氧氣對底物降解效能的影響，分析了亞硫酸鹽濃度和AO7濃度對AO7降解反應初始速率的影響。結果表明：當反應pH值為9.0，CoNSi和Na2SO3投加量分別為0.25 g/L和1.0 mM，AO7濃度為7 mg/L，氧氣存在的條件下，AO7的降解率可達到79.4%。此外，序批實驗證明了CoNSi活化亞硫酸鹽的穩定性，自由基抑制實驗證明了SO4·-自由基是降解AO7的主要活性物種。

關鍵詞： 硫氧根自由基;鈷氧化物;亞硫酸鹽;橙黃Ⅱ;高級氧化技術

中圖分類號：X703.1? ? 文獻標志碼：A? ?文章編號：2096-6717（2020）02-0188-07

Effect of highly dispersed cobalt oxides based silicon activate sulfite to degrade organic compounds

Zheng Huaili1a，1b， Xiao Weilong1a， Huang Wenxuan1a， Ding Wei1a，1b， Li Guanxia2， Hu Chao1a

（1a.College of Environment and Ecology; 1b.Chongqing Engineering Research Center of Water Treatment Coagulant， Chongqing University，Chongqing 400045， P.R.China; 2.Shenzhen Zhunnuo Test Technology Co.， Ltd， Shenzhen 518117， Guangdong， P.R.China）

Abstract：? In recent years， advanced oxidation technology （SR-AOPs） based on sulfate radical （SO4-） is developing rapidly.The catalysts and related mechanisms for the stable and efficient generation of SO4- have been focused by researcher.In this work， the heterogeneous silicon-based highly dispersed cobalt oxide （CoNSi） was synthesized through ammonia modified adsorption roasting method.Moreover， CoNSi was used to activate the industrial by-product sulfite （S（IV）） to achieve the purpose of “waste control by waste”.The effect of pH value， CoNSi and sodium sulfite （Na2SO3） dosages， AO7 concentration， and oxygen on the degradation of AO7 was investigated separately.Furthermore， the effect of sulfite concentration and AO7 concentration on the initial rate of AO7 degradation reaction was analyzed.The results indicated that the degradation efficiency of AO7 in aerobic environment could reach 79.4% under the conditions of initial pH of 9.0， CoNSi of 0.25 g/L， Na2SO3 of 1.0 mM and AO7 of 7 mg/L.Moreover， the stability of CoNSi activated sulfites was demonstrated by sequencing experiments.Radical trapping experiments elucidated that SO4- is the main active species in this system.

Keywords： sulfate radical; cobalt oxides; sulfite; acid orange 7; advanced oxidation technology

相對于傳統的基于羥基自由基（HO）的高級氧化技術，基于SO4-自由基的高級氧化技術具有pH值適用范圍更廣，氧化還原電位（2.5～3.1 V）更高，作用時間更持久的優點[1-2]。近年來，生成SO4-自由基的主要方法是使用過渡金屬活化過硫酸鹽（PS）和過一硫酸氫鹽（PMS）[3-4]。如Jiang等[5]采用Fe2+活化PS產生SO4-降解了雙酚A，Anipsitakis等[6]研究了不同過渡金屬活化PMS生成了SO4-降解有機污染物2，4-二氯酚的效能，其活性按對有機物的效果排序：Ni2+

1 實驗部分

1.1 實驗材料和儀器

實驗使用的所有化學藥品均為分析純，由成都市科隆化工品有限公司提供;用于制備硅基高分散鈷氧化物的二……