N原子雜化石墨烯高效活化過一硫酸鹽降解RBk5染料廢水

編號：FTJS07366

篇名：N原子雜化石墨烯高效活化過一硫酸鹽降解RBk5染料廢水

作者：于永波 黃灣 董正玉 吳麗穎 張倩 洪俊明

關(guān)鍵詞： N摻雜石墨烯 活性黑染料(RBk5) 催化 過一硫酸鹽(PMS) 高級氧化

機(jī)構(gòu)： 華僑大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系 福建省工業(yè)廢水生化處理工程技術(shù)研究中心

摘要： 過硫酸鹽高級氧化技術(shù)使用過程中,活化劑的大量流失與其環(huán)境二次危害是影響該技術(shù)應(yīng)用的主要限制因素.針對這一問題本研究采用改進(jìn)的Hummers法結(jié)合水熱法制備環(huán)境友好型的N原子摻雜石墨烯作為催化劑,活化過一硫酸鹽(PMS)產(chǎn)生硫酸根自由基(SO4-·)和羥基自由基(·OH)降解活性黑5(RBk5)染料.利用傅立葉紅外光譜,X-射線光電子能譜,拉曼光譜和透射電子顯微鏡對N原子摻雜石墨烯進(jìn)行表征.對催化劑催化性能進(jìn)行研究,考察了初始p H、催化劑投加量和PMS投加量等因素對降解過程的影響.結(jié)果表明,N元素?fù)诫s能夠有效提升石墨烯材料的PMS催化活性,且活性受N摻雜比例影響較大;廢水的初始p H對降解效率無明顯影響.催化劑投加量為1.5 g·L^-1,PMS投加量為0.3 g·L^-1的條件下,反應(yīng)25min后RBk5染料廢水的降解率可達(dá)到99%以上,反應(yīng)過程符合一級反應(yīng)動力學(xué).自由基猝滅實(shí)驗(yàn)顯示,N摻雜石墨烯/PMS體系降解RBk5為表面反應(yīng),SO4-·和·OH為降解RBk5的主要自由基.循環(huán)實(shí)驗(yàn)證明催化劑穩(wěn)定性能良好.