MnFeCu-LDHs活化PMS降解氯四环素的效能及机制

针对污水处理厂尾水中抗生素等生物难降解有机物频繁检出的问题,采用相对绿色、低毒性的过渡金属元素制备了锰铁铜类水滑石(MnFeCu-LDHs),并将其用于活化过一硫酸盐(PMS)降解氯四环素(CTC)。探究了初始pH、反应温度、催化剂和PMS投量对CTC降解效能的影响规律,通过化学捕获和淬灭实验确定了活性氧物种(ROS)的种类与贡献,并对反应前后的催化剂进行理化性质表征且考察了催化剂稳定性。结果表明,在初始pH为7、反应温度为298 K、催化剂及PMS投加量均为0.2 g·L⁻¹条件下,反应5 min后CTC去除率达到80.88%,30 min去除率达到91.18%,同时,随着初始pH和温度的提高,CTC的降解效果得到明显增强;ROS淬灭实验和EPR捕获实验结果证实了在该体系中,·OH、SO₄·⁻、¹O₂均参与了CTC的降解,贡献度最高的是¹O₂,其次为·OH和SO₄·⁻;基于反应前后XPS光谱对比分析,发现MnFeCu-LDHs活化PMS过程稳定性较好,此外该催化剂在重复使用5次后,CTC的30 min去除率仍达到73.61%。因此,本研究可为SR-AOPs应用于控制水环境抗生素类污染提供新思路。