镁/铁双金属改性污泥生物炭吸附-氧化协同去除甲基橙OA

针对市政污泥资源化利用与染料废水处理的双重需求,本文制备了镁/铁双金属共掺杂改性污泥生物炭(SBC-a),并以高碘酸钠为氧化剂,利用SBC-a吸附-高级氧化协同去除甲基橙(MO)。研究结果表明,SBC-a的比表面积比原始污泥生物炭提高92.6%,富含铁氧化物及MgFe_(2)O_(4)结构,且异质界面处的氧空位缺陷形成电子转移通道,能够有效提升高碘酸钠的活化效率,对吸附及氧化降解MO均具有显著促进作用。酸性条件有利于MO的去除,在pH为3、SBC-a投加量为0.15g/L、高碘酸钠浓度为0.8mmol/L的条件下,MO的去除率可达93.3%,且氧化阶段的反应速率(kobs=0.0179min^(-1))是未改性生物炭的3.7倍;较高的水温有利于提高活化效率,HCO-3则对氧化降解MO具有明显的抑制作用。淬灭实验及机理分析表明,SBC-a表面的含氧官能团C==O和—OH及Fe^(2+)/Fe^(3+)循环协同作用可有效活化高碘酸钠,生成^(1)O_(2)、Fe(Ⅳ)、IO_(3)·、O_(2)^(·-)、·OH等多种活性物种,分别通过非自由基途径和自由基途径参与降解过程。本文揭示了镁/铁双金属改性污泥生物炭/高碘酸钠体系的多路径活化机制,研究结果可以为污泥资源化与难降解染料废水治理提供理论依据与技术支持。