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吉林大学学报(地球科学版) ›› 2025, Vol. 55 ›› Issue (4): 1298-1308.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.20230324

• 地质工程与环境工程 • 上一篇    下一篇

粉状黑云母活化过硫酸盐降解染料活性绿19的活化机制

邢昌柱1,韩四红2,陈久灿1,刘娜3   

  1. 1. 中交路桥建设有限公司,北京 101121

    2. 中交路桥南方工程有限公司,北京 101121

    3. 吉林大学新能源与环境学院,长春 130021

  • 收稿日期:2023-10-11 出版日期:2025-07-26 发布日期:2025-08-05
  • 作者简介:邢昌柱(1987—),男,高级工程师,主要从事市政工程、路桥、隧道、场地污染方面的研究,E-mail:137858256@qq.com
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(41572217)

Activation Mechanism of Powdered Biotite-Activated Persulfate for Degrading Reactive Green 19 Dye

Xing Changzhu1, Han Sihong2, Chen Jiucan1, Liu Na3   

  1. 1. Zhongjiao Road and Bridge Construction Co., Ltd., Beijing 101121, China

    2. Zhongjiao Road and Bridge South Engineering Co., Ltd., Beijing 101121, China

    3. College of New Energy and Environment, Jilin University, Changchun 130021, China

  • Received:2023-10-11 Online:2025-07-26 Published:2025-08-05
  • Supported by:

    the National Natural Science Foundation of China (41572217)

摘要:

本研究旨在利用粉末黑云母(PB)活化过硫酸盐(PS)并评估该工艺的氧化能力,为黑云母作为PS活化剂处理染料废水提供研究基础。首先比较了PB活化PS与纳米Fe2O3-PS、纳米Fe3O4-PS和Fe0-PS对活性绿19(RG19)的脱色效果,并考察了PB-PS体系中关键参数(PB用量、PS用量、初始pH值、温度)的影响;然后通过检测体系中的硫酸根自由基(SO4-·)和羟基自由基(OH·)确认其存在,评价了PB活化PS的可重复使用性,并分析了RG19的降解机制;最后采用酸性可溶性染料指数(ADMI)和总有机碳(TOC)去除率表征脱色效率。结果表明:PB能有效激活PS产生OH·和SO4-·降解RG19,在5.0×10-3 mol/L PS、1.0 g/L PB、初始pH 6.0、55 ℃条件下,5.0×10-5 mol/L RG19在15 min内脱色率达95%,偶氮键完全断裂,脱色过程符合伪二级动力学模型,ADMI和TOC去除率分别为98.2%和71.2%;反应活化能为34.96 kJ/mol,表明温度影响显著。PB可作为PS的高效活化剂用于降解染料废水。

关键词: 活性绿19')">

活性绿19, 粉状黑云母, 过硫酸盐, 氧化降解, 活化机制, 去除率

Abstract:

Iron containing minerals are earth-abundant, low cost, and able to tragger H2O2 and persulfate (PS). Biotite contains Fe2+ and has reducing properties, and there are limited studies on its activation of PS to remove pollutants. In this study powdered biotite (PB) was used to activate PS for degradation of a reactive azo dye, reactive green 19 (RG19). Results showed that PB was able to efficiently activate PS to produce OH· and SO4-·, which were responsible for the degradation of RG19. Approximately 95% of 5.0×10-5 mol/L RG19 was decolorized in 15 min and azo bonds were completely broken down under the conditions of 5.0×10-3 mol/L PS,1.0 g/L PB, initial pH 6.0, and 55 ℃. Decolorization process followed a pseudo-second-order (PSO) kinetics. The American dye manufacturers institute (ADMI) color scale and total organic carbon removal were both taken in consideration and the oxidative degradation efficiency at 98.2% and 71.2%, respectively. The high activation energy of 34.96 kJ/mol indicated that the reaction was significantly affected by temperature. PB can be used as an efficient activator for PS to degrade dye wastewater.

Key words: reactive green 19')">

reactive green 19, powdered biotite, persulfate')"> persulfate, degradation')">oxidation degradation, mechanism')">activation mechanism, degradation efficiency

中图分类号: 

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