碳基催化剂的制备及其活化PMS降解SMX的效能及机制研究

摘要

碳基催化剂因其在高级氧化工艺中被广泛应用而成为研究热点。然而，目前碳基催化剂制备方法复杂、成本高昂、不利于规模化。利用水葫芦粉作为碳基材料，通过一步煅烧法制备得到碳基催化剂，并用于活化过一硫酸盐（PMS）,从而高效去除水中的磺胺甲恶唑（SMX）。对制得的碳基催化剂进行详细的材料表征，并系统探究pH、阴离子、催化剂用量和PMS用量对降解体系的影响。在最佳条件下进行淬灭和电子顺磁共振（EPR）试验，结果表明在NC-900/PMS反应体系中产生的主要活性物种是·OH、SO₄^-·和¹O₂。采用液相色谱-质谱连用技术对降解中间产物进行测试，共检出12种中间产物。采用毒性分析评估软件（T.E.S.T.）对降解中间产物进行毒性分析，并推测出SMX在NC-900/PMS反应体系中可能的降解路径。研究旨在为水中SMX的高效去除提供新方法，推动碳基催化剂在环保领域的应用。

关键词

碳基催化剂 / 过一硫酸盐 / 水葫芦粉 / 高级氧化 / 自由基

基金资助

国家自然科学基金项目(52200104); 上海市青年科技启明星项目资助(24QA2707400)