N原子杂化石墨烯高效活化过一硫酸盐降解RBk5染料废水

编号：FTJS07366

篇名：N原子杂化石墨烯高效活化过一硫酸盐降解RBk5染料废水

作者：于永波 黄湾 董正玉 吴丽颖 张倩 洪俊明

关键词： N掺杂石墨烯 活性黑染料(RBk5) 催化 过一硫酸盐(PMS) 高级氧化

机构： 华侨大学环境科学与工程系 福建省工业废水生化处理工程技术研究中心

摘要： 过硫酸盐高级氧化技术使用过程中,活化剂的大量流失与其环境二次危害是影响该技术应用的主要限制因素.针对这一问题本研究采用改进的Hummers法结合水热法制备环境友好型的N原子掺杂石墨烯作为催化剂,活化过一硫酸盐(PMS)产生硫酸根自由基(SO4-·)和羟基自由基(·OH)降解活性黑5(RBk5)染料.利用傅立叶红外光谱,X-射线光电子能谱,拉曼光谱和透射电子显微镜对N原子掺杂石墨烯进行表征.对催化剂催化性能进行研究,考察了初始p H、催化剂投加量和PMS投加量等因素对降解过程的影响.结果表明,N元素掺杂能够有效提升石墨烯材料的PMS催化活性,且活性受N掺杂比例影响较大;废水的初始p H对降解效率无明显影响.催化剂投加量为1.5 g·L^-1,PMS投加量为0.3 g·L^-1的条件下,反应25min后RBk5染料废水的降解率可达到99%以上,反应过程符合一级反应动力学.自由基猝灭实验显示,N掺杂石墨烯/PMS体系降解RBk5为表面反应,SO4-·和·OH为降解RBk5的主要自由基.循环实验证明催化剂稳定性能良好.