新型氧化錳催化陶瓷膜及其臭氧氧化降解阿特拉津的性能研究

Novel catalytic ceramic membranes anchored with MnMe oxide and their catalytic ozonation performance towards atrazine degradation

Yuan He a, Liangjie Wang a b, Zhan Chen a, Xia Huang a, Xiaomao Wang a, Xiaoyuan Zhang a, Xianghua Wen a

a清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院，北京100084

b中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100012

突出

?成功制備了MnMe氧化物（Me = Fe， Co， Ce）浸漬的新型催化陶瓷膜。

?由于Ce產(chǎn)生的氧空位，MnCe-CM的莠去津去除率很高3+/CE4+和 Mn2+/錳3+.

?由于高比表面積和密閉空間，整個(gè)膜的催化臭氧化非常有效。

?測(cè)定了阿特拉津的轉(zhuǎn)化途徑及其產(chǎn)物的生物毒性。

摘要

本研究通過(guò)氧化還原反應(yīng)將MnMe氧化物(Me = Fe, Co, Ce)原位包埋在膜表面和微孔內(nèi)，制備新型催化陶瓷膜。考察了膜過(guò)濾和催化臭氧氧化對(duì)阿特拉津的協(xié)同降解作用。在四種膜中，由于Ce3+/Ce4+和Mn2+/Mn3+形成的氧空位，mce - cm在40 min內(nèi)對(duì)阿特拉津的去除率達(dá)到99.99%。隨后選擇mce - cm進(jìn)行優(yōu)化操作，臭氧濃度為0.8 mg/min, pH為7。由于催化劑成功地包埋在mce - cm的表面和微孔內(nèi)，催化臭氧化在微孔內(nèi)和表面同時(shí)發(fā)生。高比表面提供了足夠的反應(yīng)位點(diǎn)，而密閉的空間又有利于?OH與反應(yīng)物的接觸，證明了微孔表面和微孔內(nèi)部的反應(yīng)是非常有效的。此外，根據(jù)鑒定出的副產(chǎn)物，提出了阿特拉津的降解途徑。分別采用密度泛函理論(DFT)和毒性評(píng)估軟件(T.E.S.T)計(jì)算反應(yīng)位點(diǎn)和生物毒性評(píng)價(jià)。本研究提出了一種具有過(guò)濾和催化臭氧化雙重功能的新型MnCe-CM，并概述了分離和催化臭氧化的協(xié)同效應(yīng)。

使用臭氧分析儀為(3S-J5000, Tonglin Technology, China)

來(lái)源：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0376738822001090