风化煤基催化材料的制备及其活化PMS降解苯酚
李春全
王丝蒂
汪欣林
王奇洲
郑水林
孙志明
中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京 100083
摘要：为实现低品质风化煤资源的高值高效利用和对含酚废水的清洁治理,以低品质风化煤(CCM)为原料,分别添加ZnCl2,KOH和H3P04等活性剂,采用浸渍混合-氮气焙烧工艺制备了 3种煤基过硫酸盐催化材料,利用XRD,SEM,BET,FT-IR和XPS等手段对其进行了表征,并研究了其用于活化过一硫酸盐(PMS)催化降解水中苯酚的性能.结果表明:以ZnCl2为活化剂制备的催化材料(CCM-ZnCl2)具备较高的催化活性,其反应速率常数是未添加活性剂样品的63.7倍;添加的活性剂ZnCl2与风化煤生成了硅锌矿,说明新物质的引入在热处理过程中促使了物相转变.CCM-ZnCl2对PMS的优异的活化性能可归结为以下原因:ZnCl2作为活性剂的加入使风化煤具有更大的比表面积、更高的孔体积和更小的孔径,从而获得更好的吸附性能;CCM-ZnCl2材料丰富的边缘缺陷可拉长PMS的氧氧键,促进电子由苯酚转移至活化的PMS,从而通过非自由基路径(通过产生102)来实现苯酚的快速降解.由自由基实验可得,CCM-ZnCl2/PMS/苯酚体系中活性物种包括S04·-、·OH和1O2,其中1O2 占主导地位;由pH和阴离子降解实验可得,pH(3.0-11.0)和阴离子(Cl-,H2PO4-,HCO3-和SO24-)对CCM-ZnCl2/PMS体系影响不明显,表明CCM-ZnCl2催化材料在实际废水治理领域具有良好的应用前景.
关键词：风化煤过硫酸盐活化高级氧化技术苯酚氯化锌
分类号：TD985(矿产资源的综合利用)
资助基金：国家重点研发计划(2020YFC1806504)中国博士后科学基金面上资助项目(2020M680757)中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2021JCCXHH04)
论文发表日期：2022-05-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 2067-2077 )
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