四川大学An, Wang与Huang, Rongfu等：二硫化钼增强Fe（III）/过氧单硫酸盐氧化对顽固性环烷酸的有效降解：降解性能和机理
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
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Journal of Environmental Chemical Engineering
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Effective degradation of recalcitrant naphthenic acids by the Fe(III)/peroxymonosulfate oxidation enhanced by molybdenum disulfide: Degradation performance and mechanisms
Yu X.; Wang Y.; Long X.; Song J.; Chen Y.; Zhang I.Y.; Wang A.; Huang R.
Published：2024-06-01
DOI：10.1016/j.jece.2024.112842
研究揭秘：MoS<sub>2</sub>助力高效分解顽固烷基酸
研究背景
社会上对环境保护问题日益关注，然而，处理石油和天然气开采废水中的烷基酸等有机物仍存在挑战。这些有机物污染物质难以降解，给环境带来潜在威胁。在这种情况下，如何高效降解这些难降解有机物成为当前研究领域的一个重要问题。
研究内容
最近《环境化学工程杂志》发表了一项研究，探讨了使用钼二硫化物（MoS<sub>2</sub>）作为催化剂，增强Fe(III)/Fe(II)的氧化还原循环，激活过硫酸单酯（PMS），有效降解环己基甲酸（CHA），这是一种模拟烷基酸（NA）污染物。研究结果显示，在最佳条件下，即pH值为3，MoS<sub>2</sub>浓度为0.4 g/L，Fe(III)浓度为0.3 mmol/L，PMS浓度为2 mmol/L，可以在10分钟内完全降解0.1 mmol/L的CHA。通过电子顺磁共振分析、化学探针和猝灭实验发现，MoS<sub>2</sub>/Fe(III)/PMS氧化系统中的•OH、SO<sub>4</sub><sup>•−</sup>、<sup>1</sup>O<sub>2</sub>和Fe(IV)都对降解起到作用。通过UHPLC-QTOF-MS分析揭示了18种CHA的副产物和三条主要的CHA降解途径。利用XPS、SEM和XRD对反应前后的MoS<sub>2</sub>粉末进行表征，发现MoS<sub>2</sub>具有较高的稳定性，表面的钼（IV）氧化程度微乎其微。研究还发现背景阴离子对CHA降解的影响不大，并且商业烷基酸混合物在当前系统中被有效降解。这些结果表明MoS<sub>2</sub>/Fe(III)/PMS系统具有处理真实石油和天然气开采废水的潜力。
研究意义
这项研究的创新之处在于利用MoS<sub>2</sub>催化剂提高了Fe(III)/Fe(II)的氧化还原循环效率，从而有效降解了难降解的烷基酸污染物。这不仅为废水处理领域带来了新的解决方案，也为环境保护和资源利用提供了新思路。未来，MoS<sub>2</sub>/Fe(III)/PMS系统有望在石油和天然气开采废水处理中发挥重要作用，为环境保护事业贡献力量。
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