超聲協(xié)同零價(jià)鐵-過(guò)硫酸鹽Fenton-like體系降解磺胺類藥物及應(yīng)用研究.pdf

1、進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，藥物和個(gè)人護(hù)理品的環(huán)境安全問(wèn)題已成為水環(huán)境保護(hù)的研究熱點(diǎn)。本文建立了超聲協(xié)同零價(jià)鐵活化過(guò)硫酸鹽（US/Fe0/PS）的聯(lián)用 Fenton-like體系，以典型藥物污染物磺胺嘧啶（SD）為研究對(duì)象，考察體系對(duì) SD的強(qiáng)化降解規(guī)律。結(jié)果表明，US/Fe0/PS體系能顯著強(qiáng)化SD的降解，降解過(guò)程符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)且kobs(SD)=3.40±0.20 h-1。并結(jié)合響應(yīng)曲面法對(duì)重要實(shí)驗(yàn)參數(shù)如初始pH、[Fe0]:[PS]投加量

2、、US輸入功率和溫度進(jìn)行了優(yōu)化研究，發(fā)現(xiàn)在pH=3.00-7.00，低劑量PS條件下體系能有效降解SD，最優(yōu)的參數(shù)條件為：pH7.00，0.94 mM Fe0，1.90 mMPS和20 W超聲輸入功率，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)可達(dá)到模型預(yù)測(cè)的90％降解率。通過(guò)評(píng)估不同對(duì)照體系中的PS和溶解性鐵物種演變規(guī)律，推斷US在體系中既能促進(jìn)非均相鐵溶解反應(yīng)，又可加速溶液中的自由基反應(yīng)。對(duì)降解產(chǎn)物鑒別后表明硫酸根自由基（SO4?-）對(duì)SD分子的氧化是其主要降解路徑

3、。SO4?-會(huì)首先攻擊苯環(huán)上的氨基，隨后導(dǎo)致雜環(huán)上C-N鍵的斷裂，而另外一條路徑即 SO4?-直接攻擊斷裂S-N鍵也同時(shí)存在。
　　考察了廢水雜質(zhì)（五種無(wú)機(jī)陰離子和兩種有機(jī)絡(luò)合劑）對(duì)體系降解SD的影響，發(fā)現(xiàn) SO42-，NO3-，HCO3-/CO32-和 H2PO4-在不同程度上抑制了 SD降解。低濃度的Cl-能促進(jìn)SD的降解，而高濃度則抑制了SD的降解，并同時(shí)檢測(cè)到氯代中間產(chǎn)物的存在。適量草酸或乙二胺四乙酸（EDTA）有利于體系

4、對(duì)SD的降解，過(guò)量的絡(luò)合劑則會(huì)成為競(jìng)爭(zhēng)性污染物。通過(guò)研究推斷，無(wú)機(jī)陰離子會(huì)與SO4?-和?OH作用產(chǎn)生較低活性的次生自由基，而草酸和EDTA不僅可促進(jìn)溶解性鐵生成，而且能通過(guò)鐵-絡(luò)合劑物種發(fā)生電子傳遞，提供額外的氧化劑H2O2和[FeIVO]2+。
　　研究還發(fā)現(xiàn)，高濃度腐殖酸（HA）或富里酸(FA)存在時(shí)，該體系仍能有效氧化降解SD。反應(yīng)過(guò)程中HA或FA的大分子結(jié)構(gòu)能被氧化破壞為小分子有機(jī)產(chǎn)物，一些特征官能團(tuán)如-NH2被氧化為-