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辛辛那提大學(xué)Rafael R. Solís課題組--過(guò)氧單硫酸鹽與石墨烯的吸附作用以及通過(guò)非自由基途徑進(jìn)行的催化評(píng)估以去除水性藥物
     石墨烯已被用作過(guò)氧單硫酸鹽(PMS)活化的催化劑,用于去除水中的藥物。首先,進(jìn)行了PMS的動(dòng)力學(xué)吸附研究,使結(jié)果符合Elovich方程。此外,評(píng)估了吸附過(guò)程中的主要變量(例如pH、初始PMS濃度和石墨烯劑量)的影響。其次,比較了PMS催化和吸附過(guò)程,研究了雙氯芬酸作為目標(biāo)化合物的降解。與使用低劑量石墨烯(小于50 mg/L)或表面飽和后的吸附相比,PMS催化工藝可增強(qiáng)微量污染物的去除。使用自由基清除劑的研究表明該過(guò)程中自由基的缺乏,表明PMS的非自由基活化。第三,還比較了三種化學(xué)結(jié)構(gòu)不同的三種抗生素(諾氟沙星、四環(huán)素和磺胺甲惡唑)混合物的氧化吸附與PMS催化過(guò)程。PMS催化活化對(duì)于去除吸附在石墨烯表面的親和力較小的化合物更為有效。最后,對(duì)新鮮和經(jīng)PMS處理的材料進(jìn)行了表征。石墨烯在PMS活化中用作催化劑后證明是穩(wěn)定的,僅遭受表面氧化基團(tuán)的輕微轉(zhuǎn)化。
 
Figure 1. (A)所選中心復(fù)合設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)條件。(B)水性PMS濃度隨時(shí)間變化的中心點(diǎn)。
 
 
Figure 2. 在三個(gè)不同pH值下,3D表面預(yù)測(cè)的k值。
 

Figure 3. (A)石墨烯劑量的影響。(B)pH的影響。(C)初始PMS濃度的影響。(D)初始DCF濃度的影響。
 

Figure 4. 在使用石墨烯的PMS催化過(guò)程中,清除劑對(duì)DCF去除的影響。
 

Figure 5. 在石墨烯催化下,PMS與其他氧化劑相比。
 

Figure 6. 新鮮的商用石墨烯納米片的SEM(上)和TEM圖像(下)。
 
     相關(guān)研究成果于2019年由辛辛那提大學(xué)Rafael R. Solís課題組,發(fā)表在Journal of Hazardous Materials(https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2019.121340)上。原文:Adsorptive interaction of peroxymonosulfate with graphene and catalytic assessment via non-radical pathway for the removal of aqueous pharmaceuticals。
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