Citation: Meijuan Chen, Wei Chu, Jingzi Beiyuan, Yu Huang. Enhancement of UV-assisted TiO2 degradation of ibuprofen using Fenton hybrid process at circumneutral pH[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2018, 39(4): 701-709. doi: 10.1016/S1872-2067(17)62916-4
紫外/TiO2/芬顿复合工艺增强在近中性pH值下对布洛芬的降解能力
本文整合了异相光催化和均相光-芬顿反应的优点,设计了紫外/TiO2/芬顿(PCF)复合工艺,评估了在中性pH下对典型的PPCPs布洛芬的降解效果.对比实验结果表明,PCF复合工艺对IBP的降解速率比传统的UV,UV/H2O2,Fenton,光-Fenton和光催化快得多.动力学分析发现,IBP的降解遵循两阶段的一级反应动力学,且速率常数k1 > k2.本研究进一步优化了运行参数,确定IBP降解的最佳条件为:pH=4.2,[Fe2+]0=0.20mmol/L,[Fe2+]0/[H2O2]0=1/40,[TiO2]0=1.0g/L.pH值的增加造成IBP降解速率略微降低,但在30min反应时间内,中性pH(6.0-8.0)与最佳pH条件下的降解效率完全相同,证明PCF在中性pH下进行水处理切实可行.数据分析发现,lnk1和lnk2均与1/pH0,[IBP]0,[H2O2]0,[H2O2]0/[Fe2+]0和ln[TiO2]0线性相关,据此建立了IBP去除效率的数学预测模型,通过验证发现,动力学模型曲线与实验数据高度契合,表明模型的有效性高.
English
Enhancement of UV-assisted TiO2 degradation of ibuprofen using Fenton hybrid process at circumneutral pH
-
Key words:
- Ultraviolet light
- / TiO2
- / Fenton
- / Ibuprofen
- / Effect parameter
- / Kinetic model
-
-
[1] B. J. Richardson, P. K. S. Lam, M. Martin, Mar. Pollut. Bull., 2005, 50, 913-920.
-
[2] J. L. Liu, M. H. Wong, Environ. Int., 2013, 59, 208-224.
-
[3] H. R. Buser, T. Poiger, M. D. Müller, Environ. Sci. Technol., 1999, 33, 2529-2535.
-
[4] J. H. Zeng, B. Yang, X. P. Wang, Z. J. Li, X. W. Zhang, L. C. Lei, Chem. Eng. J., 2015, 267, 282-288.
-
[5] S. M. Richards, S. E. Cole, Ecotoxicol., 2006, 15, 647-656.
-
[6] D. Shu, J. Q. Wu, Y. B. Gong, S. Z. Li, L. L. Hu, Y. C. Yang, C. He, Catal. Today, 2014, 224, 13-20.
-
[7] X. R. Xu, S. X. Li, X. Y. Li, J. D. Gu, F. Chen, X. Z. Li, H. B. Li, J. Hazard. Mater., 2009, 164, 527-532.
-
[8] X. Z. Peng, W. H. Ou, C. W. Wang, Z. F. Wang, Q. X. Huang, J. B. Jin, J. H. Tan, Sci. Total Environ., 2014, 490, 889-898.
-
[9] Z. H. Wen, L. Chen, X. Z. Meng, Y. P. Duan, Z. S. Zhang, E. Y. Zeng, Sci. Total Environ., 2014, 490, 987-993.
-
[10] A. Achilleos, E. Hapeshi, N. P. Xekoukoulotakis, D. Mantzavinos, D. Fatta-Kassinos, Sep. Sci. Technol., 2010, 45, 1564-1570.
-
[11] F. Pomati, A. G. Netting, D. Calamari, B. A. Neilan, Aquat. Toxicol., 2004, 67, 387-396.
-
[12] V. Yargeau, F. Danylo, Water Sci. Technol., 2015, 72, 491-500.
-
[13] M. Kim, P. Guerra, A. Shah, M. Parsa, M. Alaee, S. A. Smyth, Water Sci. Technol., 2014, 69, 2221-2229.
-
[14] W. Liu, Y. Y. Wang, Z. H. Ai, L. Z. Zhang, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2015, 7, 28534-28544.
-
[15] S. Esplugas, D. M. Bila, L. G. T. Krause, M. Dezotti, J. Hazard. Mater., 2007, 149, 631-642.
-
[16] F. Méndez-Arriaga, R. A. Torres-Palma, C. Pétrier, S. Esplugas, J. Gimenez, C. Pulgarin, Water Res., 2009, 43, 3984-3991.
-
[17] A. Pal, K. Y. H. Gin, A. Y. C. Lin, M. Reinhard, Sci. Total Environ., 2010, 408, 6062-6069.
-
[18] D. Q. Zhang, M. C. Wen, S. S. Zhang, P. J. Liu, W. Zhu, G. S. Li, H. X. Li, Appl. Catal. B, 2014, 147610-616.
-
[19] X. Wang, Y. Tang, Z. Chen, T. T. Lim, J. Mater. Chem., 2012, 22, 23149-23158.
-
[20] G. Lofrano, L. Rizzo, M. Grassi, V. Belgiorno, Desalination, 2009, 249, 878-883.
-
[21] Q. J. Xiang, J. G. Yu, Chin. J. Catal., 2011, 32, 525-531.
-
[22] F. Méndez-Arriaga, S. Esplugas, J. Giménez, Water Res., 2010, 44, 589-595.
-
[23] S. J. Yuan, N. H. Liao, B. Dong, X. H. Dai, Chin. J. Catal., 2016, 37, 735-742.
-
[24] B. Tryba, A.W. Morawski, M. Inagaki, M. Toyoda, Appl. Catal. B, 2006, 63, 215-221.
-
[25] E. Rott, R. Minke, U. Bali, H. Steinmetz, Water Res., 2017, 122, 345-354.
-
[26] B. Iurascu, I. Siminiceanu, D. Vione, M. A. Vicente, A. Gil, Water Res., 2009, 43, 1313-1322.
-
[27] N. Modirshahla, M. A. Behnajady, F. Ghanbary, Dyes Pigments., 2007, 73, 305-310.
-
[28] Q. Zhang, C. L. Li, T. Li, Chem. Eng. J., 2013, 217, 407-413.
-
[29] M. J. Chen, W. Chu, J. Hazard. Mater., 2012, 219-220, 183-189.
-
[30] C. A. Lutterbeck, M. L. Wilde, E. Baginska, C. Leder, E. L. Machado, K. Kuemmerer, Sci. Total Environ., 2015, 527-528, 232-245.
-
[31] Y. R. Wang, W. Chu, Water Res., 2011, 45, 3883-3889.
-
[32] W. Chu, C. C. Wong, Water Res., 2004, 38, 1037-1043.
-
[33] D. Kamel, A. Sihem, C. Halima, S. Tahar, Desalination, 2009, 247, 412-422.
-
-
扫一扫看文章
计量
- PDF下载量: 0
- 文章访问数: 1453
- HTML全文浏览量: 130

下载: