生物炭活化过硫酸盐降解水中有机污染物的研究进展
摘要：基于生物炭的过硫酸盐活化技术因成本低廉，原料来源广泛，对环境友好，且能够实现吸附和催化的协同作用，并避免了热、紫外线辐射、碱性环境及过渡金属等活化方式的缺点，所以近年来在高级氧化技术的开发和应用中备受关注。本文综述了过硫酸盐活化机理及生物炭活化过硫酸盐的机理, 归纳总结了以生物炭为负载的过硫酸盐降解水中污染物的研究进展，分析了不同条件下的降解效果，并探索了生物炭活化过硫酸盐技术未来发展和应用的方向。
关键词：过硫酸盐、催化机制、生物炭、降解
随着社会快速发展，工业活动及人们日常生活所产生的污水量大大增加，而污水中所含的有毒和难降解的有机污染物，如个人护理产品、抗生素、农药及其代谢产物的处理成为人们日益关心的话题[1]。在当前各种污水处理技术中，活化过硫酸盐氧化技术作为一种以硫酸根自由基（SO4-·）为主要活性物质的高级氧化技术（Advanced Oxidation Process，AOPs）[2]，由于其强氧化性及复杂环境下的高选择性而备受关注。相较于热、超声、光辐射、碱性环境等活化方式易设备条件及能耗的制约[3]，生物炭活化过硫酸盐技术因具有优异的稳定性、可重复利用性及价格低廉的优点显现出巨大的发展前景及应用潜力。
本文根据过硫酸盐活化机理及生物炭活化过硫酸盐机理, 归纳总结了近几年国内外学者对以生物炭为负载的过硫酸盐降解污染物的研究及应用, 并就降解效果进行了分析，为生物炭活化过硫酸盐氧化法未来更好地发展和应用探索出路。
-
基于过硫酸盐的高级氧化技术的应用与发展现状
- 高级氧化技术
高级氧化技术是利用氧化剂（如O2，O3，过氧化物）产生具有强氧化性的自由基（如·OH等）将有机物氧化成小分子化合物甚至直接氧化为无害物质（H2O，CO2）的技术[4]。与其它传统的氧化法相比，高级氧化技术具有氧化能力强、选择性小、反应速率快；反应条件温和，无需高温高压；操作简单，易于设备化管理等优点，因此在废水处理、地下水处理、土壤修复、城市污泥处理等方面得到了广泛的应用。高级氧化技术主要包括臭氧氧化，UV/H2O2、Fe3 /H2O2，芬顿，光芬顿，半导体光催化，电解，超声波辐射和湿空气氧化等[4-5]。
-
- 基于过硫酸盐的高级氧化技术的原理及优势
近年来的研究发现，相对于传统的基于羟基自由基（·OH）的高级氧化技术，基于硫酸根自由基（SO4-·）的高级氧化技术的pH适用范围更广、前体氧化剂更稳定[6-7]，且硫酸根自由基具有与羟基自由基（2.8Ｖ）接近的甚至更高的氧化还原电位（2.5－3.1Ｖ），具有比羟基自由基（低于1micro;s）更长的半衰期（4s），并且在一定的情况下硫酸根自由基具有更高的选择性[4]。因此SO4-·能够表现出相似的甚至更好的降解有机污染物的能力。
由于过硫酸盐（PS）是一种廉价易得、易被激活的氧化剂，目前普遍以过硫酸盐为硫酸根自由基的提供物。过硫酸盐主要包括两种，一种是过二硫酸盐（PDS），另一种是过氧单硫酸盐（PMS），两者在结构上相似，都有O-O键。据Waclawek 等报道，与PMS相比，PDS具有稳定性更高，成本更低，运输更容易的优点，更加适用于有机污染物治理[8]。
过硫酸盐是一种稳定的酸性氧化剂。常温条件下，PS溶于水产生的过硫酸根离子（S2O82-）具有一定氧化能力，但是由于过硫酸根阴离子的氧化电位较低（E0=2.01V），其对有机物的降解率远低于过硫酸盐活化后对有机物的降解率[4]。目前，主要的过硫酸盐活化方式有热活化法、紫外线（UV）辐射活化法、碱活化法和过渡金属活化法。
以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
