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安全与环境工程2024年第03期:可见光协同氧掺杂石墨相氮化碳活化亚硫酸盐降解水中双酚A

来源:期刊VIP网 时间:


作者:林雨;张瑾;常通达;时佳蕊;王蔚;蔡纯;

单位:中国地质大学(武汉)环境学院;

摘要:内分泌干扰物是一种干扰动物内分泌系统、影响动物生殖发育的环境激素。典型内分泌干扰物双酚A(BPA)被界定为新兴污染物,会对环境和人体健康产生不利影响。采用简单热合成法制备了无金属的氧掺杂石墨相氮化碳(O-C_3N_4)材料,使用高分辨透射电镜(HRTEM)对该催化剂的微观形貌进行了表征,研究了O-C_3N_4协同可见光活化亚硫酸盐石墨相氮化碳[即O-C_3N_4/S(Ⅳ)/Vis]体系降解BPA的动力学特征、环境因素影响和体系中活性氧物种(ROS)对BPA降解的贡献;考察了无机阴离子(Cl~-、HCO~-_3、SO■、NO~-_3)和天然有机物对BPA降解效果的影响。结果表明:掺杂O原子后的石墨相氮化碳材料更加蓬松、多孔,可以为反应提供更多的活性位点;O-C_3N_4投加量为0.2 g/L、S(Ⅳ)投加量为0.3 mmol/L时光催化反应90 min对0.05 mmol/L BPA的去除率可达83.9%,是g-C_3N_4/S(Ⅳ)/Vis体系的4.23倍,是O-C_3N_4/S(Ⅳ)体系的4.82倍;在一定范围内,BPA的去除效果随着O-C_3N_4和S(Ⅳ)投加量的增加而提升;体系在初始pH值为3.0~9.0范围内均能去除BPA,偏中性条件下其降解效果最佳;反应体系中的过硫酸根自由基(SO■)和单线态氧(~1O_2)对BPA的降解起主要作用。

关键词:氧掺杂石墨相氮化碳(O-C_3N_4);光催化;亚硫酸盐;双酚A(BPA)

基金资助:国家自然科学基金青年科学基金项目(41807374)