过渡金属Ru(Ⅲ)催化活化高碘酸盐降解磺胺甲恶唑的性能  

The degradation performance of sulfamethoxazole by Ru(Ⅲ)activated periodate of periodate

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作  者:孙言卓 乔俊莲[2] 钱雅洁 周雪飞[2] SUN Yanzhuo;QIAO Junlian;QIAN Yajie;ZHOU Xuefei(College of Environmental Science and Engineering,Donghua University,Shanghai 201620,China;College of Environmental Science and Engineering,Tongji University,Shanghai 200092,China)

机构地区:[1]东华大学环境科学与工程学院,上海201620 [2]同济大学环境科学与工程学院,上海200092

出  处:《环境工程学报》2025年第3期646-657,共12页Chinese Journal of Environmental Engineering

基  金:国家自然科学基金资助项目(52270047,52370068)。

摘  要:高碘酸盐作为一种新型过氧化物在水处理中的应用已引起越来越多的重视,本研究探究了20种金属离子催化活化高碘酸盐(PI)降解水中磺胺甲恶唑(SMX)。结果表明,Ru(Ⅲ)对PI的活化效果最佳。在Ru(Ⅲ)/PI体系中,当Ru(Ⅲ)和PI的浓度分别为0.1、0.1 mmol·L^(−1)时,反应2 min内SMX的降解率可达100%。pH对Ru(Ⅲ)/PI体系的影响较小,在pH 3~9内,反应5 min内可完全降解SMX。Ru(Ⅲ)/PI体系对不同有机污染物(卡马西平、环丙沙星、甲硝唑和甲氧苄啶)均表现出良好的去除效果。水基质的影响研究表明,氯离子(Cl−)和碳酸氢根离子(HCO_(3)^(−))对SMX降解影响较小,而腐殖酸(HA)会抑制SMX的降解。Ru(Ⅲ)/PI体系在实际水体中对SMX的降解起到较好的效果。淬灭实验、探针实验和电子顺磁共振检测(EPR)结果表明,该体系中的主要活性物质为高价金属Ru(V)=O和单线态氧(^(1)O_(2))。Ru(Ⅲ)/PI体系中的PI可化学计量的转化为了IO_(3)^(−)。This study investigated the homogeneous activation of periodate(PI)by 20 metal ions for the degradation of sulfamethoxazole(SMX)in water.Ru(Ⅲ)exhibited the optimal activation efficiency.In the Ru(Ⅲ)/PI system,with both Ru(Ⅲ)and PI concentrations at 0.1 mmol·L^(−1),the degradation rate of SMX reached to 100%within 2 min.Experimental results indicated that the Ru(Ⅲ)/PI system could completely degrade SMX within 5 min across a wide pH range from 3 to 9.The Ru(Ⅲ)/PI system showed well efficiency in removing various organic pollutants,including carbamazepine,ciprofloxacin,metronidazole,and methapyrilene.In aqueous matrix,chloride ions(Cl−)and bicarbonate ions(HCO_(3)^(−))had minimal impact on SMX degradation,while humic acid(HA)inhibited SMX degradation.The Ru(Ⅲ)/PI system showed better effect on the degradation of SMX in actual water samples.Quenching experiment,probe test combined with electron paramagnetic resonance(EPR)detection indicated that the dominant reactive species in this system were the high-valent metal-oxo Ru(V)=O and singlet oxygen(^(1)O_(2)).PI in the Ru(Ⅲ)/PI system was stoichiometrically converted to IO_(3)^(−).

关 键 词:磺胺甲恶唑 高碘酸盐 Ru(Ⅲ) 高级氧化 

分 类 号:X703[环境科学与工程—环境工程]

 

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