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改性生物炭负载纳米零价铁活化过硫酸盐降解活性蓝19的机理及老化研究
机理及老化研究
摘要：
近年来，环境污染问题日益严重，因此研究高效降解有机污染物的方法显得尤为重要。本文以活化过硫酸盐降解活性蓝19为例，探究改性生物炭负载纳米零价铁在降解过程中的机理，并对其老化问题进行研究。研究结果表明，改性生物炭能够有效负载纳米零价铁，并提高降解活性蓝19的效率。同时，纳米零价铁的活化过程主要通过还原活性蓝19分子，生成对环境友好的物质。此外，老化现象会影响改性生物炭负载纳米零价铁的降解效果，并且老化程度和降解效果呈正相关关系。因此，本文的研究结果为改进降解有机污染物的方法提供了理论基础。
关键词：改性生物炭，纳米零价铁，活化过硫酸盐，活性蓝19，降解机理，老化研究
引言：
有机污染物对环境和人类健康造成了严重的危害，因此，开发高效降解有机污染物的方法成为了环境科学领域的重要研究热点。近年来，生物炭作为一种新型的吸附剂和催化剂材料，受到了广泛关注。纳米零价铁作为一种强氧化剂，也被广泛应用于污染物的降解中。因此，将改性生物炭与纳米零价铁组合应用于有机污染物的降解中，具有重要的理论价值和应用前景。
方法：
本研究采用溶胶-凝胶和还原法合成纳米零价铁，并将其负载到改性生物炭上。通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观察样品的形貌和微观结构。利用X射线衍射（XRD）和傅里叶红外光谱（FTIR）分析技术，研究样品的物相结构和化学组成。利用紫外可见吸收光谱（UV-Vis）测定活性蓝19的降解率。
结果与讨论：
改性生物炭能够有效负载纳米零价铁，并提高降解活性蓝19的效率。此外，纳米零价铁通过与改性生物炭的功能基团发生反应，形成Fe-O-C键，进一步提高了降解活性蓝19的效果。活化过硫酸盐作为一种强氧化剂，在降解过程中扮演着重要角色。纳米零价铁通过与活化过硫酸盐反应，生成具有高度氧化性的硫酸盐自由基，进而降解活性蓝19分子。
然而，老化现象会影响改性生物炭负载纳米零价铁的降解效果。实验结果表明，随着反应时间的延长，降解率逐渐降低。进一步的分析表明，改性生物炭表面的活性基团与有机污染物反应生成的中间产物及其聚合物，堵塞了改性生物炭的活性位点，从而降低了降解效果。
结论：
本研究通过对改性生物炭负载纳米零价铁活化过硫酸盐降解活性蓝19的机理及老化问题进行研究，发现改性生物炭能够有效负载纳米零价铁，并提高其降解活性蓝19的效率。纳米零价铁通过与改性生物炭的功能基团发生反应，提高了降解效果。然而，老化现象会影响降解效果，随着反应时间的延长，降解率逐渐降低。因此，在应用中需要注意老化问题，并采取相应的措施进行修复或更换。
参考文献：
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