风化煤基催化材料的制备及其活化PMS降解苯酚

TD985; 为实现低品质风化煤资源的高值高效利用和对含酚废水的清洁治理,以低品质风化煤(CCM)为原料,分别添加ZnCl2,KOH和H3P04等活性剂,采用浸渍混合-氮气焙烧工艺制备了 3种煤基过硫酸盐催化材料,利用XRD,SEM,BET,FT-IR和XPS等手段对其进行了表征,并研究了其用于活化过一硫酸盐(PMS)催化降解水中苯酚的性能.结果表明:以ZnCl2为活化剂制备的催化材料(CCM-ZnCl2)具备较高的催化活性,其反应速率常数是未添加活性剂样品的63.7倍;添加的活性剂ZnCl2与风化煤生成了硅锌矿,说明新物质的引入在热处理过程中促使了物相转变.CCM-ZnCl2对PMS的优异的...

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Published in煤炭学报 Vol. 47; no. 5; pp. 2067 - 2077
Main Authors 李春全, 王丝蒂, 汪欣林, 王奇洲, 郑水林, 孙志明
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京 100083 2022
Subjects
风化煤
氯化锌
高级氧化技术
苯酚
过硫酸盐活化
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ISSN0253-9993
DOI10.13225/j.cnki.jccs.2022.0181

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Summary:TD985; 为实现低品质风化煤资源的高值高效利用和对含酚废水的清洁治理,以低品质风化煤(CCM)为原料,分别添加ZnCl2,KOH和H3P04等活性剂,采用浸渍混合-氮气焙烧工艺制备了 3种煤基过硫酸盐催化材料,利用XRD,SEM,BET,FT-IR和XPS等手段对其进行了表征,并研究了其用于活化过一硫酸盐(PMS)催化降解水中苯酚的性能.结果表明:以ZnCl2为活化剂制备的催化材料(CCM-ZnCl2)具备较高的催化活性,其反应速率常数是未添加活性剂样品的63.7倍;添加的活性剂ZnCl2与风化煤生成了硅锌矿,说明新物质的引入在热处理过程中促使了物相转变.CCM-ZnCl2对PMS的优异的活化性能可归结为以下原因:ZnCl2作为活性剂的加入使风化煤具有更大的比表面积、更高的孔体积和更小的孔径,从而获得更好的吸附性能;CCM-ZnCl2材料丰富的边缘缺陷可拉长PMS的氧氧键,促进电子由苯酚转移至活化的PMS,从而通过非自由基路径(通过产生102)来实现苯酚的快速降解.由自由基实验可得,CCM-ZnCl2/PMS/苯酚体系中活性物种包括S04·-、·OH和1O2,其中1O2 占主导地位;由pH和阴离子降解实验可得,pH(3.0-11.0)和阴离子(Cl-,H2PO4-,HCO3-和SO24-)对CCM-ZnCl2/PMS体系影响不明显,表明CCM-ZnCl2催化材料在实际废水治理领域具有良好的应用前景.
ISSN:0253-9993
DOI:10.13225/j.cnki.jccs.2022.0181