德国环境署EhsanRanjbarWR|废弃物制备双功能材料吸附和催化去除饮用水中的微污染物
环境工程与科学
02/15/2025
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2月14日，德国环境署Ehsan?Ranjbar在WaterResearch发表了题为“Onematerial,twofunctions:Adual-mechanisticapproachfortheremovalofpersistentandmobileorganicmicropollutantsfromdrinkingwater”的研究论文，以咖啡渣和铝废料制备了一种双功能材料用于吸附协同催化去除饮用水中的微污染物。有机微污染物（OMP）是指存在于水生系统中痕量浓度（微克/升或以下）的多种有机污染物，源于人类活动。在水体中发现的各种有机污染物中，已知持久性和流动性（PM）物质会对健康造成重大影响。PM物质是在水溶液中具有显著持久性和流动性的OMP。迄今为止，只有少数研究涉及去除饮用水中的PM，所有这些研究都使用活性炭进行吸附。
虽然吸附过程可以去除一部分可吸入颗粒物，但它只是将这些污染物从水中转移到吸附剂上。受污染的吸附剂必须在吸附后进行处理或处置。有机微污染物（OMP），尤其是那些因其物理化学特性而具有较强持久性和流动性的有机微污染物，对普通的水处理技术具有抵抗力，并有可能进入饮用水。考虑到PM物质种类繁多且具有不同的物理化学特性，协同处理工艺似乎是去除PM的一个很有前景的解决方案。
本研究探索了一种双功能材料的协同吸附和催化开发，提出了一种去除饮用水中潜在持久性和流动性物质的双机制方法。利用废料（咖啡废料和铝废料）制作了这种材料，并对其去除23种选定的OMP进行了测试。结果表明，这种双功能材料既能吸附一些目标OMP，又能通过产生活性氧（ROS）激活过硫酸盐氧化OMP。在使用0.5克/升合成材料、0.5毫摩尔过硫酸盐和1小时接触时间的情况下，反复循环使用该材料，发现即使在第5个循环中也能去除多种OMP。淬灭实验表明，单线态氧（1O2）是系统中最主要的ROS，这意味着这是一种非自由基高级氧化过程。
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