颗粒物/Fenton体系的界面相互作用及机理

Fenton体系内毒害有机污染物的降解，是H2O2、铁活性物质及有机污染物等诸要素相互作用的结果。实际工程中的Fenton体系常常不能避免颗粒物，颗粒物提供活性界面，改变污染物降解的热力学和动力学特征。颗粒物/Fenton体系中，H2O2、铁活性物质、有机污染物三要素的界面相互作用及机理是关键的科学问题。本项目拟研究河沙、道路灰尘、硅藻土、高岭土等颗粒物对内分泌干扰素(EDCs)的Fenton降解动力学的影响规律；研究铁活性物质同颗粒物之间，H2O2-颗粒物之间，EDCs-颗粒物之间的相互作用，研究EDCs在颗粒物表面和溶液中降解的热力学、动力学规律和降解途径，阐明相互作用机理；在此基础上，优化颗粒物/Fenton体系的工艺操作参数，人为构造高效的颗粒物/Fenton水处理体系，为Fenton方法降解水中毒害有机污染物的实际工艺和工程奠定理论基础。

实际工程中的Fenton水处理体系常常不能避免颗粒物。本项目研究了颗粒物/Fenton体系中，H2O2、铁活性物质、有机污染物三要素的界面相互作用及机理。考察了Fe2+-13X分子筛Fenton降解DEP过程中，初始pH、初始H2O2浓度对DEP降解率的影响，发现溶液初始pH对DEP降解有显著影响。总体来看，pH越低，DEP降解效果越好。当pH低于2.5后，pH的降低对DEP降解率的提升没有明显的作用效果。在中性环境下，DEP浓度只有约10%的下降。不加H2O2时，Fe2+-13X分子筛对DEP有一定程度的吸附作用，其吸附效果使溶液中DEP浓度下降约10%。由此可以推测，每克Fe2+-13X分子筛在pH = 2.50时，可以吸附0.5 mg DEP。H2O2投加量对DEP降解有明显的影响。H2O2初始浓度达到0.5 mmol/L时，Fenton反应2h后，其降解率即达到95%以上。再进一步提高H2O2浓度，DEP的降解率略有提高。制备的Fe2+-13X分子筛具有良好的重复利用性。将其使用5次后，仍有约60%的降解率。本项目已经发表学术论文6篇，小修改论文1篇，投寄2篇，参加国际学术2次，培养博士研究生1名，硕士研究生3名，博士后1名，青年骨干教师1名。