活性炭纖維電極增強(qiáng)電化學(xué)-過硫酸鹽(E-PS-ACF)耦合體系降解水中卡馬西平.pdf

1、繼臭氧層破壞、溫室效應(yīng)之后，有機(jī)藥物污染已成為又一全球性的重大環(huán)境問題，正逐步受到學(xué)術(shù)界和社會(huì)的關(guān)注。作為有機(jī)藥物的一種，卡馬西平及其代謝產(chǎn)物具有持久性，傳統(tǒng)的水處理工藝很難將其徹底的降解去除，高級(jí)氧化技術(shù)逐步引入工程應(yīng)用。近幾年，基于硫酸根自由基的新型高級(jí)氧化技術(shù)迅速發(fā)展起來并逐漸成為研究熱點(diǎn)。本研究基于這一背景，提出了活性炭纖維電極增強(qiáng)電化學(xué)-過硫酸鹽（E-PS-ACF）耦合體系降解水中卡馬西平，主要開展了以下幾個(gè)方面的工作。

2、>　　第一，考察了不同電極對(duì)電化學(xué)-過硫酸鹽耦合體系對(duì)降解卡馬西平的影響，結(jié)果表明，該耦合體系采用活性炭纖維電極時(shí)，對(duì)卡馬西平的降解效果遠(yuǎn)優(yōu)于鈦鍍鉑電極。研究了單獨(dú)過硫酸鹽、吸附、過硫酸鹽-活性炭纖維（PS-ACF）耦合體系、電解、活性炭纖維電極增強(qiáng)電化學(xué)-過硫酸鹽（E-PS-ACF）耦合體系對(duì)卡馬西平的降解。結(jié)果證明，活性炭纖維電極增強(qiáng)電化學(xué)-過硫酸鹽（E-PS-ACF）耦合體系對(duì)卡馬西平的氧化去除率、礦化率以及與卡馬西平的一級(jí)反應(yīng)動(dòng)

3、力常數(shù)均遠(yuǎn)高于其它四種處理工藝。
　　第二，研究了過硫酸鹽初始濃度、電壓、溫度、初始pH值等因素，對(duì)電化學(xué)-過硫酸鹽（E-PS）耦合體系降解卡馬西平的影響。結(jié)果表明，當(dāng)采用活性炭纖維電極時(shí)，隨過硫酸鹽濃度增加，卡馬西平的降解率先增加后降低；當(dāng)采用鈦鍍鉑電極時(shí)，隨過硫酸鹽濃度增加，卡馬西平的降解率一直增加。電壓對(duì)卡馬西平的降解影響較為顯著，隨著電壓增強(qiáng)卡馬西平降解率隨之升高。溫度升高，卡馬西平的降解率增加。根據(jù)阿侖尼烏斯公式，在電化

4、學(xué)-過硫酸鹽耦合體系中，當(dāng)采用活性炭纖維電極時(shí)，卡馬西平的反應(yīng)活化能為39.69kJ·mol-1，當(dāng)采用鈦鍍鉑電極時(shí)，卡馬西平的反應(yīng)活化能為42.48kJ·mol-1。兩種電極氧化卡馬西平的反應(yīng)活化能均比較低，反應(yīng)容易進(jìn)行，受溫度影響不顯著?？R西平的氧化去除率隨著溶液初始pH值的升高而下降，pH為3時(shí)，去除率最高。同時(shí)，自由基捕獲劑實(shí)驗(yàn)表明，在該耦合體系降解卡馬西平的過程中，硫酸根自由基起主導(dǎo)作用，羥基自由基占據(jù)次要地位。
　　

5、最后，在活性炭纖維電極增強(qiáng)電化學(xué)-過硫酸鹽（E-PS-ACF）耦合體系和過硫酸鹽-活性炭纖維（PS-ACF）耦合體系中，分別進(jìn)行活性炭纖維重復(fù)利用實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，陰極電場(chǎng)對(duì)ACF具有保護(hù)作用，可以避免過硫酸鹽對(duì)其表面的氧化或破壞。自由電子在陰極注入可以將ACF從活化過硫酸鹽的促進(jìn)劑轉(zhuǎn)變?yōu)榇呋瘎?，從而大大延長其使用壽命，并顯著提高對(duì)過硫酸鹽的利用率。
　　因此，活性炭纖維電極增強(qiáng)電化學(xué)-過硫酸鹽（E-PS-ACF）耦合體系對(duì)水中低濃