氯离子对光催化活化过氧单硫酸盐降解四环素的影响

陈丹; 宋宇宁; 曾燕; 贺艳

doi:10.13624/j.cnki.issn.1001-7445.2025.0654

广西大学学报（自然科学版） ›› 2025, Vol. 50 ›› Issue (03) : 654 -668. DOI: 10.13624/j.cnki.issn.1001-7445.2025.0654

氯离子对光催化活化过氧单硫酸盐降解四环素的影响

陈丹, 宋宇宁, 曾燕, 贺艳

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摘要

为了提高四环素（TC）有机废水中四环素的降解率，提出通过增加氯离子（Cl^-）含量以加速四环素降解的方法。本文采用一锅水热法制备掺杂Mn、Ni元素的偏高岭土基光催化剂（Mn₁Ni₁@MK,Mn、Ni元素摩尔比为1∶1）,通过光催化（Vis）与Cl^-耦合的方法，活化过氧单硫酸盐（PMS）,建立降解体系Vis-PMS-Cl,探究不同工艺参数对TC降解实验的影响，分析催化剂使用前、后的结构稳定性和循环稳定性，通过电子顺磁共振波谱仪（ESR）和猝灭实验探究Vis-PMS-Cl体系中的主要活性物质，通过液相色谱-质谱联用仪（LC-MS）探索降解机制，通过毒性评估软件工具（T.E.S.T.）进行毒理学研究。结果表明：TC的降解过程符合一级动力学模型；TC（质量浓度为25 mg/L）的降解率在30 min内可达99%,速率常数为0.154 min^-1;Mn₁Ni₁@MK作为活性中心激活PMS和Cl^-生成活性氧和活性氯，活性组分对TC的降解作用由大到小的依次为¹O₂、O₂^·-、·OH、SO₄^·-,¹O₂和活性氯在降解系统中起主要作用；TC降解30 min后水质基本无害。