高铁酸盐活化过二硫酸盐高效降解水中的盐酸四环素OA

文中分别以活性炭、铁粉、硫化亚铁、七水合硫酸亚铁、高铁酸钾活化过二硫酸盐降解盐酸四环素,对比了其对盐酸四环素的降解效能。研究了盐酸四环素的初始浓度、过二硫酸盐浓度、高铁酸盐浓度、溶液初始pH、反应温度和共存离子等因素对盐酸四环素降解的影响。在单因素实验基础上,应用响应面法对盐酸四环素的降解工艺进行了优化。利用自由基淬灭实验,推测了FeS+Na_(2)S_(2)O_(8)、K_(2)FeO_(4)+Na_(2)S_(2)O_(8)两种降解体系中的主要活性物种。用高效液相色谱-质谱(HPLC-MS)对高铁酸盐活化过二硫酸盐降解盐酸四环素的产物进行了鉴定,推测了盐酸四环素的可能降解路径。结果表明:FeS、K_(2)FeO_(4)为过二硫酸盐的较好的活化剂,且以K2FeO4为活化剂时盐酸四环素在较宽的质量浓度范围(10~80 mg·L^(-1))内均具有较高的降解率。溶液中共存的SO_(4)^(2-)、Cl-、HPO_(4)^(2-)对盐酸四环素的降解均具有不同程度的抑制作用。在最佳工艺参数下,盐酸四环素在50 min内的降解率可达99.97%。FeS+Na_(2)S_(2)O_(8)、K_(2)FeO_(4)+Na_(2)S_(2)O_(8)两种降解体系中均存在SO_(4)^(-)·、·OH和^(1)O_(2),且·OH和^(1)O_(2)对盐酸四环素降解的贡献较大。盐酸四环素的降解的可能路径有8条,主要涉及抽氢、加氢、羟基化、脱甲基、脱羰基、脱羟基、脱胺基、脱水、C═C双键氧化、C─N键断裂、开环等过程。