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题名缓释铁源耦合气体扩散电极强化电芬顿降解环丙沙星
被引量:5
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作者
张妮
任松宇
张燕羽
温振君
宋勇军
王爱民
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机构
北京交通大学环境学院
清华大学环境学院
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出处
《环境工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期3596-3605,共10页
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基金
国家自然科学基金面上资助项目(51978036)。
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文摘
气体扩散电极(GDE)气液固三相界面可高效产生H_(2)O_(2),但对铁离子还原能力较弱。针对这一问题,本文构建了一种基于缓释铁源的电芬顿体系(SRIS-EF),通过引入柱状铁棒与GDE电极协同作用加强体系的氧化能力。该体系旨在改进Fe^(2+)投加方式,通过电场与溶液酸碱度协同作用持续生成Fe^(2+),提高羟基自由基(·OH)的生成和利用率,加速污染物的降解与矿化。以100 mg·L^(-1)环丙沙星(CIP)为目标物,通过定量分析体系内生成的主要活性氧化物质(ROS)表征其氧化能力,结果表明SRIS-EF能够持续生成更高浓度的·OH。对比了不同体系对CIP的矿化能力,发现SRIS-EF的TOC矿化率与常规EF相比提高了12.1%。此外,考察了SRIS-EF体系中柱状铁棒面积、初始pH、电流密度等因素对降解效能的影响,得出了SRIS-EF体系的最佳条件为:铁棒面积2.89 cm^(2),初始pH 3.00,电流密度30 mA·cm^(-2),在此条件下反应60 min即可被完全去除CIP,处理360 min后TOC去除率可达47.3%。还对体系中无机离子和小分子有机酸的生成情况进行了测定,检测出CIP内的N和F主要以NH_(4)^(+)、NO_(3)^(-)和F-形式释放,降解过程中生成了草酸、甲酸、富马酸和丙二酸等四种短链羧酸,其中甲酸浓度较高。研究证实了SRIS-EF体系在降解水中难降解有机污染物方面优异的氧化性能。
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关键词
缓释铁源
气体扩散阴极
电芬顿
羟基自由基
环丙沙星
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Keywords
sustained-release iron source(sris)
gas diffusion electrode
Electro-Fenton
hydroxyl radical
ciprofloxacin
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分类号
X703
[环境科学与工程—环境工程]
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