| 污泥生物炭活化过一硫酸盐降解环丙沙星 |
| 摘要点击 3579 全文点击 772 投稿时间：2022-11-25 修订日期：2023-03-07 |
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| 中文关键词 过一硫酸盐 污泥生物炭 环丙沙星 自由基 非自由基 |
| 英文关键词 peroxymonosulfate(PMS) sludge biochar ciprofloxacin radical non-radical |
| DOI 10.13227/j.hjkx.20231234 |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 郑大洋 | 同济大学环境科学与工程学院, 污染控制与资源化研究国家重点实验室, 上海 200092 | dayangzchina@tongji.edu.cn | | 邹佳丽 | 同济大学环境科学与工程学院, 污染控制与资源化研究国家重点实验室, 上海 200092 | | | 徐皓 | 同济大学环境科学与工程学院, 污染控制与资源化研究国家重点实验室, 上海 200092 | | | 王滕 | 同济大学环境科学与工程学院, 污染控制与资源化研究国家重点实验室, 上海 200092 | | | 石宇翔 | 同济大学环境科学与工程学院, 污染控制与资源化研究国家重点实验室, 上海 200092 | | | 陈永健 | 同济大学环境科学与工程学院, 污染控制与资源化研究国家重点实验室, 上海 200092 | | | 李彬阳 | 同济大学环境科学与工程学院, 污染控制与资源化研究国家重点实验室, 上海 200092 | | | 王亚宜 | 同济大学环境科学与工程学院, 污染控制与资源化研究国家重点实验室, 上海 200092 | | | 冯沧 | 同济大学环境科学与工程学院, 污染控制与资源化研究国家重点实验室, 上海 200092 | | | 吴敏 | 同济大学环境科学与工程学院, 污染控制与资源化研究国家重点实验室, 上海 200092 | minw@tongji.edu.cn |
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| 中文摘要 |
| 以脱水干化污泥为原料，经450℃热解制成污泥生物炭（BC），活化过一硫酸盐（PMS），构建BC/PMS体系，降解环丙沙星（CIP）.采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱（EDS）、傅里叶变换红外吸收光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、Zeta电位分析仪和电子自旋共振（EPR）分析了BC的理化性质；考察了BC投加量、PMS投加量、初始pH值和无机阴离子对BC/PMS体系降解CIP效果的影响；通过自由基淬灭实验和X射线光电子能谱（XPS）分析，深入探讨了BC/PMS体系对CIP降解机制.结果表明，CIP降解率随BC投加量和PMS投加量增大而升高，随溶液初始pH增大而降低，在BC 1.0 g·L-1、PMS 3.0 mmol·L-1、初始pH 6.0、CIP 20 mg·L-1和反应时间120 min时，CIP降解率为49.09%；SO42-和NO3-对BC/PMS体系降解效果无显著影响，HCO3-和Cl-具有明显抑制作用；BC/PMS体系降解CIP是自由基途径（·OH和SO4-·）和非自由基途径（1O2）共同作用的结果，降解路径主要包括哌嗪环开环和羟基化反应. |
| 英文摘要 |
| Sludge biochar(BC), which was prepared by the pyrolysis of waste-activated sludge at 450℃, was applied for peroxymonosulfate(PMS) activation to construct a BC/PMS system for ciprofloxacin(CIP) degradation. The physical and chemical properties of BC were studied using scanning electron microscopy(SEM), an energy dispersive spectrometer(EDS), a Fourier transform infrared spectrometer(FTIR), X-ray diffraction(XRD), a Zeta potential analyzer, and electron paramagnetic resonance spectroscopy(EPR). The effects of BC dosage, PMS dosage, initial pH value, and inorganic anions on CIP removal in the BC/PMS system were investigated. Further, the degradation mechanism of the BC/PMS system was speculated through the free radical quenching experiment and X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) analysis. The results showed that the CIP degradation rate was 49.09% at a BC dosage of 1.0 g·L-1, PMS of 3.0 mmol·L-1, CIP of 20 mg·L-1, and pH of 6.0 in 120 min. SO42- and NO3- had no obvious effect on the removal of CIP in the BC/PMS system, whereas HCO3- and Cl-could inhibit CIP degradation significantly. The CIP removal in the BC/PMS system was attributed to the common function of the radical pathway dominated by ·OH and SO4-· and the non-radical pathway dominated by 1O2. The CIP degradation pathway mainly included piperazine ring opening and hydroxylation reaction. |
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