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湖南师范大学自然科学学报2024年第01期:Ce掺杂海绵Fe/Cu-C复合微电解填料制备及己内酰胺废水降解研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘庆;罗佳;姜永晴;李桂菊;

单位:天津科技大学海洋与环境学院;

摘要:己内酰胺废水COD高,可生化性较差。为了提高微电解降解己内酰胺的效率,制备掺杂铈的复合微电解填料,并对其使用条件、降解效果和作用机理进行研究。复合微电解填料的制备方法为利用化学置换法向海绵铁(s-Fe)表面负载铜,形成的双金属还原颗粒与活性炭、碳酸锰、氧化铈等组分混合,随后高温焙烧。使用BET,SEM及XRD等方法,分析不同组分配比填料的物理化学性质,探究各组分所发挥的作用及其机理。研究结果表明,铈掺杂的复合微电解填料对己内酰胺的降解效果显著提升。在双金属颗粒(s-Fe/Cu)、碳酸锰、活性炭按照m(s-Fe)∶m(Cu)∶m(Mn)∶m(C)为15∶5∶1∶6.3、铈含量为9%、膨润土含量为30%的最佳制备条件下,复合微电解填料对己内酰胺废水的降解率达到74.68%,COD的去除率达到90.43%。与市售填料相比,自制填料对己内酰胺废水的去除率比市售填料高55.65%,B/C由原水的0.25提高到0.81,高于市售填料0.43,可生化性显著提高。XPS分析和淬灭实验表明,该填料通过微电解反应过程产生·OH,·O~-_2和~1O_2三种自由基团,促进了有机物的降解。

关键词:双金属组分;;微电解;;己内酰胺;;CeO_2

基金资助:国家自然科学基金面上项目(22276135)