隨著近代工業(yè)的快速發(fā)展，大量有機(jī)廢物排入地表水和地下水已造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。在石油資源豐富的地區(qū)，采礦和冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的一系列有機(jī)物質(zhì)對(duì)水體造成污染。苯酚存在煤焦油中，它也被稱為石碳酸。苯酚分子由直接與苯環(huán)相連的羥基組成，有特殊氣味，具有很高的穩(wěn)定性。這些理化性質(zhì)是造成苯酚對(duì)環(huán)境持久性破壞的原因。目前，污水中苯酚的處理方法主要包括化學(xué)方法，物理化學(xué)方法和生物方法。近來(lái)主要方向是使用化學(xué)氧化技術(shù)去除苯酚。在本次內(nèi)容中我們開(kāi)發(fā)了一種活性炭材料與商用活性炭的性能進(jìn)行了比較，使用它來(lái)搭載兩種氧化劑(過(guò)硫酸鈉和過(guò)氧化氫)來(lái)測(cè)試對(duì)苯酚的降解。

　　研發(fā)出的活性炭特征

　　原材料用去離子水沖洗并干燥。然后在破碎機(jī)中破碎。重復(fù)破碎后，將破碎的原材料堆通過(guò)50和100目篩。將篩過(guò)的原材料粉末在氮?dú)鈿夥障略诓煌瑴囟?300.0 °C至1000.0 °C)下煅燒。加熱速度為5.0 ℃ min -1，目標(biāo)溫度維持 180min。溫度上升后;然后將樣品自然冷卻至室溫。將烘干的活性炭浸入10%的鹽酸中12 h，用水洗滌3次，并在100.0 °C下干燥6 h制成。研發(fā)的活性炭與商業(yè)活性炭相比，具有更高的表面積和孔體積。圖1 顯示了活性炭的掃描電子顯微照片。由于高溫煅燒，活性炭具有不規(guī)則的棒狀結(jié)構(gòu)，在其表面上具有皺紋，這提供了較大的表面積并增加了活性炭表面的吸附位置。

　　圖1：活性炭的SEM圖像。

　　活性炭焙燒溫度對(duì)

　　圖2表明，在不同溫度下煅燒并用過(guò)硫酸鹽活化的活性炭樣品降解苯酚的能力大不相同。所有活性炭樣品均在120 分鐘內(nèi)降解了苯酚 。當(dāng)煅燒溫度提高到800.0 °C以上時(shí)，苯酚的降解效果顯著提高。在900.0 °C 下煅燒的活性炭降解苯酚的效率是在800.0 °C 下煅燒活性炭的兩倍�；钚蕴康慕到舛葹�900.0 °C(98.12%)和1000.0 °C(99.58%)表現(xiàn)出相似的效果 。

　　圖2：不同煅燒溫度下活性炭對(duì)的苯酚降解效率。

　　活性炭的比較和氧化劑的選擇

　　圖3 顯示了兩種活性炭的正交組合，并且兩種氧化劑(H 2 O 2和過(guò)硫酸鹽)在降解苯酚方面有顯著差異。在H 2 O 2為氧化劑的實(shí)驗(yàn)條件下，活性炭對(duì)苯酚的降解作用在120min內(nèi)是商業(yè)活性炭的1.34倍 。然而，當(dāng)過(guò)硫酸鹽用作氧化劑時(shí)，活性炭對(duì)苯酚的降解作用在120 分鐘內(nèi)是商業(yè)活性炭的1.51倍。實(shí)驗(yàn)表明，我們研發(fā)的活性炭更好。在前30 在降解反應(yīng)的最短時(shí)間內(nèi)，活性炭的優(yōu)勢(shì)比商業(yè)活性炭更為突出，就降解率而言，前者是后者的1.87倍。在過(guò)硫酸鹽作為氧化劑對(duì)苯酚的降解在120 分鐘內(nèi)是H 2 O 2對(duì)Ph的降解的1.33倍 。因此，在隨后的實(shí)驗(yàn)中，選擇活性炭和過(guò)硫酸鹽作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。

　　圖3：兩種活性炭與兩種不同氧化劑的相互作用轉(zhuǎn)化苯酚。

　　反應(yīng)機(jī)理

　　圖4顯示了苯酚的降解過(guò)程。首先破壞連接苯酚中羥基的化學(xué)鍵，然后打開(kāi)苯環(huán)以形成通過(guò)單鍵連接的單鏈。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，單鏈之間的化學(xué)鍵被破壞，并形成具有較少碳原子數(shù)的單鏈。將鏈重組為新的長(zhǎng)鏈的過(guò)程是由于氧化劑劑量不足。然而，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，諸如這些短鏈和新形成的長(zhǎng)鏈的中間體被進(jìn)一步降解。在此過(guò)程中，一些單鏈會(huì)隨著反應(yīng)時(shí)間的增加而重組形成一條更長(zhǎng)的新單鏈。隨著這一過(guò)程的繼續(xù)，長(zhǎng)單鏈逐漸分解成短鏈，然后苯酚礦化成二氧化碳和水。

　　圖4：苯酚礦化過(guò)程。

　　在這項(xiàng)研究中，活性炭是在900.0 °C 下制備的，并且在0.50 g L -1的條件下對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了優(yōu)化。當(dāng)過(guò)硫酸鹽/苯酚摩爾比為5：1時(shí)，初始pH值(6.45)和室溫下苯酚的降解率是理想的。120分鐘降解率達(dá)84.74%，300分鐘 TOC降解率達(dá)85.94%，礦化度理想�；钚蕴烤哂泻芨叩姆�(wěn)定性和可重復(fù)使用性，重復(fù)使用4次后，苯酚的降解率仍超過(guò)80%。與其他類似系統(tǒng)相比，本文開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)使用較少量的活性炭和氧化劑，具有較高的實(shí)用價(jià)值。

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