BiFeO3/H2O2类芬顿体系降解废水中的四环素
Degradation of tetracycline in wastewater by BiFeO3/H2O2 Fenton-like system
- 中山大学学报(自然科学版)(中英文) 2023年62卷第6期 页码：61-70
- 作者机构：
安徽建筑大学环境与能源工程学院 / 水污染控制与废水资源化安徽省重点实验室，安徽 合肥 230601
- 作者简介：
王娣（1997生），女；研究方向：水处理理论与技术；E-mail：1040699589@qq.com
杨英（1963生），女；研究方向：环境生物技术；E-mail：yangying@ahjzu.edu.cn，yangying5918@163.com
- 基金信息：国家自然科学基金(81978003);安徽省研究生教育教学改革研究项目(2022jyjxggyj314);安徽省重大科技支撑计划项目(201903a06020034);安徽省“六卓越一拔尖”卓越人才培养创新项目(2019zyrc085)
DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.2023C002
中图分类号： X703纸质出版日期：2023-11-25，
网络出版日期：2023-06-19，
收稿日期：2023-03-04，
录用日期：2023-04-17
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王娣,杨英,陈玉等.BiFeO3/H2O2类芬顿体系降解废水中的四环素[J].中山大学学报(自然科学版),2023,62(06):61-70.
WANG Di,YANG Ying,CHEN Yu,et al.Degradation of tetracycline in wastewater by BiFeO3/H2O2 Fenton-like system[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni,2023,62(06):61-70.
王娣,杨英,陈玉等.BiFeO3/H2O2类芬顿体系降解废水中的四环素[J].中山大学学报(自然科学版),2023,62(06):61-70. DOI： 10.13471/j.cnki.acta.snus.2023C002.
WANG Di,YANG Ying,CHEN Yu,et al.Degradation of tetracycline in wastewater by BiFeO3/H2O2 Fenton-like system[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni,2023,62(06):61-70. DOI： 10.13471/j.cnki.acta.snus.2023C002.
摘要
采用炭吸附共沉淀法制备BiFeO
3
，构建BiFeO
3
/H
2
O
2
类芬顿体系降解废水中的四环素，通过设置单因素条件考察了初始pH值、催化剂BiFeO
3
的投加量、H
2
O
2
浓度对废水中四环素降解的影响。使用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱仪（XPS）和全自动比表面及孔隙度分析仪（BET）等分析方法对样品进行表征。实验结果表明：四环素降解的最佳反应条件为初始pH值为4、BiFeO
3
投加量为1.0 g/L、H
2
O
2
浓度为20 mmol/L，在此条件下，四环素的降解率为95.18%。BiFeO
3
经过4次重复使用，类芬顿体系对废水中四环素的降解率没有显著变化，表示其稳定性好，可重复使用。自由基捕获实验表明，该体系中四环素降解作用最重要的活性物种是羟基自由基（·OH）和超氧自由基（·
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3.21733332
3.47133350
），并提出了BiFeO
3
活化H
2
O
2
降解四环素的机理。本研究为基于H
2
O
2
的高级氧化技术在污废水处理领域的应用提供参考。
Abstract
BiFeO
3
was prepared by carbon adsorption co-precipitation method， and then BiFeO
3
/H
2
O
2
Fenton-like system was constructed to degrade tetracycline in wastewater. The effects of initial pH value， catalyst BiFeO
3
dosing and H
2
O
2
concentration on the degradation of tetracycline in wastewater were investigated by setting single-factor conditions. The samples were characterized using X-ray diffraction （XRD）， field emission scanning electron microscopy （SEM）， X-ray photoelectron spectroscopy （XPS）， and fully automated surface area and porosity analyzer （BET） etc. The experimental results showed that the optimal reaction conditions for the degradation of tetracycline were the initial pH value of 4， BiFeO
3
injection amount of 1.0 g/L and H
2
O
2
concentration of 20 mmol/L， under which the degradation rate of tetracycline was 95.18%. The degradation rate of tetracycline in wastewater by the Fenton-like system did not change significantly after four reapplications of BiFeO
3
， indicating that it is stable and reusable. The radical capture experiments showed that the most important active species for the degradation of tetracycline in this system are hydroxyl radicals （·OH） and superoxide radicals （·
<math id="M2"><msubsup><mrow><mi mathvariant="normal">O</mi></mrow><mrow><mn mathvariant="normal">2</mn></mrow><mrow><mo>-</mo></mrow></msubsup></math>
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3.21733332
3.47133350
） . Based on the findings， we proposed a mechanism for the degradation of tetracycline by BiFeO
3
activated H
2
O
2
. This study provides a reference for the application of advanced oxidation technology on H
2
O
2
in the field of wastewater treatment.
关键词
BiFeO3H2O2类芬顿四环素废水
Keywords
BiFeO3H2O2Fenton-liketetracyclinewastewater
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