Predstavljanje rezultata
Koristeći ugalj (CG) kao sirovinu, kalcinacijom, kiselinskim luženjem i modifikacijom metala pripremljen je ugalj modificiran gvožđem i bakrom (Fe2O3-CuO/rCG). Karakterizirana je i analizirana morfologija i struktura Fe2O3-CuO/rCG, te efikasnost i mehanizam razgradnje Fe2O3-CuO/rCG/H2O2 sistema na teško razgradiv azotni heterociklični organski zagađivač benzotriazol (BTA).
Rezultati pokazuju da su se specifična površina i ukupni volumen pora Fe2O3-CuO/rCG značajno povećali nakon modifikacije, a Fe2O3 i CuO su uspješno popunjene u porama materijala;
Optimalni uslovi pripreme Fe2O3-CuO/rCG su temperatura kalcinacije od 650 stepeni, vreme kalcinacije od 3 h i koncentracija metalnih jona od 0,07 mol/L;
Mehanizam Fe2O3-CuO/rCG spajanja Fentonovog sistema za uklanjanje BTA uglavnom uključuje adsorpciju i katalitičku degradaciju. Adsorpcija uglavnom uključuje popunjavanje praznina, adsorpciju liganda i vodoničnu vezu. U procesu katalitičke degradacije, OH i 1O2 su glavne aktivne vrste, a 1O2 je dominantan. Redox ciklus Fe2+/Fe3+ i Cu+/Cu2+ ubrzava stvaranje aktivnih vrsta u sistemu sličnom Fentonu.
Inovativni razvoj
1. Pripremite novi katalizator sličan Fentonu koristeći industrijski čvrsti otpadni kamenac od uglja (CG), a zatim adsorbirajte i razgradite benzotriazol (BTA) u otpadnoj vodi.
2. Specifična površina i ukupna ponuda za obim FE2O 3- Cuo / RCG značajno se povećavaju u usporedbi s CG-om, a FE2O3 i Cuo se uspješno učitavaju.
3. Efekat adsorpcije uključuje punjenje pora, vodoničnu vezu i adsorpciju liganda. OH i 1O2 su glavne aktivne vrste u procesu katalitičke degradacije, a 1O2 je dominantan.
4. Cu+ promovira Fe3+/Fe2+ ciklus, ima sinergistički efekat i jača H2O2 da proizvodi aktivnije vrste kiseonika.
Cijeli tekst uvod
Ugljeni kamenac (CG) je industrijski čvrsti otpad koji nastaje tokom eksploatacije i ispiranja uglja. Prema statistikama, CG moje zemlje je akumulirala više od 7 milijardi tona i nastavlja da raste po stopi od 280 miliona tona godišnje. U poređenju sa ogromnim izlazom CG, efikasnost korišćenja CG i dalje je teško zadovoljiti njegove ogromne potrebe za tretmanom. Ako se njime ne rukuje na odgovarajući način, nanijet će štetu okolišu, kao što je emisija štetnih plinova uzrokovana spontanim sagorijevanjem planinskih lanaca, te ulazak teških metala u podzemne vode i zagađenje vodnih tijela uzrokovano erozijom kišnice. Trenutno, metode korišćenja resursa za CG uključuju proizvodnju energije sagorevanjem, pravljenje građevinskog materijala i ekstrakciju hemijskih proizvoda.
Hemijske otpadne vode sadrže visoke koncentracije fenolnih supstanci, policikličkih aromatičnih ugljovodonika i azotnih heterocikličnih jedinjenja (NHC). Među njima, NHC imaju veću ekotoksičnost od sličnih policikličkih aromatičnih ugljikovodika zbog njihovog visokog polariteta. NHC kao što je benzotriazol (BTA) imaju negativne utjecaje na kvalitetu okoliša i zdravlje ljudi zbog svoje toksičnosti, kancerogenosti i mutagenosti. Trenutno, metode za tretiranje vatrostalnih toksičnih spojeva visoke koncentracije uključuju biološke metode (bioaugmentacija ili kombinacija procesa), fizičke metode (adsorpcija, ekstrakcija i tehnologija membranskog tretmana) i kemijske metode (napredni proces oksidacije).
U ovom radu CG je korišćen kao sirovina za pripremu Fe2O3-CuO/rCG kalcinacijom, kiselim luženjem i modifikacijom metala, te je izvršena njegova karakterizacija i analiza. Proučavana je efikasnost adsorpcije i degradacije i mehanizam Fe2O3-CuO/rCG/H2O2 sistema na BTA u vodi.
1) Nakon što je CG modificiran u Fe2O3-CuO/rCG, specifična površina i ukupni volumen pora su se značajno povećali, a mjesta adsorpcije su se povećala; Fe2O3 i CuO su uspješno popunjene u pore materijala, što je pogodovalo adsorpciji i razgradnji BTA.
2) Optimalni uslovi pripreme Fe2O3-CuO/rCG: temperatura kalcinacije 650 stepeni, vrijeme kalcinacije 3 h, koncentracija metalnih jona 0,07 mol/L. Optimalni uslovi reakcije za Fe2O3-CuO/rCG razgradnju BTA: BTA početna masena koncentracija 30 mg/L, Fe2O3-CuO/rCG doza 2 g/L, koncentracija H2O2 7 mmol/L, pH 5~9 može postići dobar efekat degradacije.
3) Fe2O3-CuO/rCG može dobro ukloniti BTA u prva dva ciklusa, a stopa uklanjanja BTA i dalje može dostići 75,15% nakon druge upotrebe; stope uklanjanja TOC-a u prva dva ciklusa bile su 87,69% i 65,64%, a stope uklanjanja TN-a bile su 84,27% i 48,04%, respektivno.
4) Postoje dva glavna mehanizma za uklanjanje BTA pomoću Fe2O3-CuO/rCG spregnutog Fenton sistema: adsorpcija i katalitička degradacija. Adsorpcija uglavnom uključuje popunjavanje praznina, vodoničnu vezu i adsorpciju liganda. Aktivne vrste u procesu katalitičke degradacije su ·OH i 1O2, a 1O2 je dominantan. Fe2O3-CuO/rCG pripremljen u ovoj studiji može ostvariti iskorištavanje resursa CG i efikasan i jeftin tretman hemijskih otpadnih voda koje sadrže BTA, kako bi se ostvarila svrha tretiranja otpada sa otpadom i pretvaranja otpada u blago, sa niskim sadržajem ugljenika, uštedom energije, visokom efikasnošću i zaštitom životne sredine.
