钛基纳米微反应器光催化强化Mn(III)氧化水中双酚A的研究
批准号:
21906056
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
周易
依托单位:
学科分类:
B0604.水污染与控制化学
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
--
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中文摘要
传统Mn(III)氧化去除双酚A的技术中存在Mn(II)/Mn(III)循环效率和Mn(III)利用率低,氧化过程易产生含锰污泥等问题。提高Mn(III)氧化去除双酚A的效率,同时降低体系的运营成本是本项目的研究核心。本项目拟设计一系列新型钛基纳米微反应器。光催化过程中,该反应器能为Mn(III)氧化体系中的Mn(II)提供氧化位点以及满足其氧化电势的光生空穴,促进Mn(II)/Mn(III)循环从而提高Mn(III)的利用率;此外该反应器能通过“孔道限域”效应和“静电吸附”作用富集溶液中的Mn(II),从而抑制含锰污泥的产生。本项目拟通过多种分析测试手段及理论计算方法,系统研究该纳米微反应器光催化强化的Mn(III)氧化去除低浓度高风险有机微污染物(双酚A)的增效机理和关键驱动因子,同时揭示光催化纳米反应器促进Mn(II)/Mn(III)循环的干预机制,为该体系处理实际工业废水奠定基础。
英文摘要
The application of Mn(III) oxidation for bisphenol A removal is vastly restricted by the low conversion rate of Mn(II)/Mn(III) as well as the low utilization efficiency of Mn(III) and consequently the generation of a large amount of manganese sludge. Proper countermeasures are therefore necessary for achieving higher system performance. Herein, a series of novel nanoreactors with spatial separation of co-catalysts will be designed. During the photocatalysis process, the nanoreactors are expected to provide oxidation active site for Mn(II) and to effectively promote the separation of photogenerated charge as well as prolong its lifetime. Mn(II) can be oxidized by the photo-generated holes with high oxidation potential, and consequently the conversion rate of Mn(II)/Mn(III) and the utilization efficiency of Mn(III) will be significantly improved. Furthermore, the soluble Mn(II) will gather in the cavity of the nanoreactors due to the confinement effects and electrostatic force, efficiently reducing the production of manganese sludge. The enhancement effects of the nanoreactors for pollutant removal and the key driving factors will be investigated systematically by using various analytical methods and theoretical calculations. Moreover, the mechanisms of the accelerated Mn(II)/Mn(III) conversion process induced by the nanoreactor will be elucidated. This project is expected to provide useful information for future industrial application of photocatalytic oxidation technology in advanced water treatment.
双酚A(BPA)对人体和环境具有较大的潜在毒性风险,因此需采用合适的方法进行处理,高级氧化具有适用范围广、绿色清洁、处理效果好的优点。本研究通过水热法、模板法等方式制备了多种光催化纳米反应器并考察了其光催化强化氧化目标有机污染物的性能。利用Mn3O4负载的氮化碳纳米管对水中的典型抗生素进行了有效的光催化修复;考察了不同晶形的二氧化锰/亚硫酸氢盐体系的氧化降解BPA的性能,通过构筑模拟岸滤柱形装置考察其长效氧化性能;利用环糊精对锰氧化物进行改性,系统探讨了反应体系初始pH、供氧条件、阴阳离子等因素影响下催化剂/PMS体系对污染物降解性能的影响;将实际检测到的中间产物与理论相结合,推测可能的反应路径。在本项目的资助下,共发表SCI论文11篇,培养博士研究生1名,硕士研究生8名。本项目取得的研究成果可为全面理解锰基催化剂高级氧化降解BPA等污染物提供依据,为合适条件下设计合成纳米催化材料提供理论基础。
期刊论文列表
专著列表
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会议论文列表
专利列表
Enhanced removal of bisphenol A by cyclodextrin in photocatalytic systems: Degradation intermediates and toxicity evaluation
光催化系统中环糊精强化去除双酚A:降解中间体和毒性评估
DOI:10.1016/j.cclet.2020.02.008
发表时间:2020-02
期刊:Chinese Chemical Letters
影响因子:9.1
作者:Yi Zhou;Jie He;Jian Lu;Yongdi Liu;Yanbo Zhou
通讯作者:Yanbo Zhou
Effcient removal of roxarsone and emerging organic contaminants by a solar light-driven in-situ Fenton system
通过太阳能光驱动的原位芬顿系统有效去除洛克沙胂和新出现的有机污染物
DOI:--
发表时间:2021
期刊:Chemical Engineering Journal
影响因子:15.1
作者:Zhou Yi;He Jie;Li Xia;Lu Jian;Zhou Yanbo
通讯作者:Zhou Yanbo
Dual-Path Oxidation of Phenolic Organic Contaminants Triggered by the β‑MnO2/Bisulfte System
β-MnO2/亚硫酸氢盐系统触发酚类有机污染物的双路径氧化
DOI:--
发表时间:2022
期刊:ACS ES&T Water
影响因子:--
作者:Zhou Yi;Li Xia;Chen Xinyu;Lu Jian;Zhou Yanbo
通讯作者:Zhou Yanbo
DOI:10.1016/j.jhazmat.2020.122414
发表时间:2020-02
期刊:Journal of hazardous materials
影响因子:13.6
作者:Yi Zhou;Qiming Liu;J. Lu;Jie He;Yongdi Liu;Yanbo Zhou
通讯作者:Yi Zhou;Qiming Liu;J. Lu;Jie He;Yongdi Liu;Yanbo Zhou
In-situ production and activation of H2O2 for enhanced degradation of roxarsone by FeS2 decorated resorcinol-formaldehyde resins
FeS2 修饰间苯二酚甲醛树脂原位产生和活化 H2O2 以增强洛克沙胂的降解
DOI:10.1016/j.jhazmat.2021.127650
发表时间:2021
期刊:Journal of Hazardous Materials
影响因子:13.6
作者:Li;Xia;He Jie;Lu Jian;Zhou;Yi;Zhou Yanbo
通讯作者:Zhou Yanbo
动态双中心铁-HOFs/PDS体系的构建及其去除双酚S增效机制的研究
- 批准号:22376065
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50万元
- 批准年份:2023
- 负责人:周易
- 依托单位:
双中心单原子铁-HOFs强化类芬顿氧化体系增效去除内分泌干扰物
- 批准号:22ZR1418600
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2022
- 负责人:周易
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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