八面体FMN-700活化过硫酸盐产生1O2降解偶氮有机物

2024-01-06叶校圳蔡蓝燕王永全洪俊明

中国环境科学 2023年12期

钟晴,叶校圳,曾静,蔡蓝燕,王永全,洪俊明*

钟晴1,叶校圳2,曾静2,蔡蓝燕2,王永全2,洪俊明1*

(1.华侨大学化工学院,福建省工业废水生化处理工程技术研究中心 361021；2.厦门烟草工业有限责任公司,福建厦门 361021)

以掺氮普鲁士蓝类似物(PBA)为前驱体,通过高温煅烧法制备了含铁、锰氮化物的催化材料(FMN-700),用于活化过一硫酸盐(PMS)快速降解偶氮有机物.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对催化剂进行表征,证明FMN-700具有层状堆叠的正八面体结构,含有铁锰氮化物.研究了催化剂投加量,PMS浓度和初始pH值等因素对偶氮有机物降解的影响,结果表明在初始pH值为7、催化剂投加量为0.2g/L、PMS浓度为2mmol/L的条件下,60min内可使10mg/L的RBK5脱色率达99.5%.淬灭实验、电子顺磁共振(EPR)显示1O2为降解体系的主要活性物质.X射线光电子能谱(XPS)表明反应前后Fe(III)/Fe(II)、Mn(III)/Mn(II)比值增大,吡啶N向吡咯N和石墨N转化,该过程可以诱导产生1O2.3D-EEM光谱反应后荧光强度大幅升高,表明具有荧光淬灭作用的偶氮键被破坏,实现偶氮有机物的脱色降解.

铁/锰氮化物；过一硫酸盐(PMS)；单线态氧(1O2)；异质催化

偶氮化合物主要是重氮盐与胺或酚通过一个或多个偶氮键偶联形成的,结构式为R-N=N-R[1].偶氮染料因其合成简单、染色性能稳定等特点被广泛应用于印染、医药、化妆品等行业[2-3].但其毒性强,降解性差[4],大量排放到天然水域对人类和动物都具有生理性危害[5].目前用于去除该类有机物的方法有吸附[6]、生物处理[7]和高级氧化工艺(AOPs)[8]等.近年来,基于过硫酸盐(PS)的AOPs受到了广泛关注[9].过一硫酸盐(PMS)因为其分子结构的不对称性和较短的O-O键长度,比过二硫酸盐(PDS)更容易被激活[10],产生硫酸根自由基(SO4•-)和羟基自由基(HO•).然而自由基易被废水中的共存阴离子消耗而降低氧化效率,非自由基途径抗干扰能力强,有广泛的pH值适应性,PMS的利用率高[11-13],有利于提高AOPs的氧化效率.

尿素、双氰胺和三聚氰胺常被用作氮源[14],引入催化剂的N可以作为路易斯碱位点,通过M-N配位成为路易斯酸,固定金属位点并使其具有极高的分散度[15-16].Liu等[17]用盐酸多巴胺和三聚氰胺作为氮源制备了Fe-DA-CN用于活化PMS,30min内可以几乎完全降解磺胺甲噁唑.普鲁士蓝类似物(PBAs)的合成过程快速、简单,是合适的金属-氮-碳催化剂模板.Ye等[18]通过原位热解法,将氮掺杂的普鲁士蓝类似物与氧化石墨烯组装,在催化剂/ PMS体系中实现98.5%的磺胺甲噁唑降解率.氮掺杂可以改变金属-氮-碳催化剂的配位环境,提高催化剂性能、亲水性,提供生成1O2的活性位点并诱导产生1O2[19-21].

单线态氧(1O2)的氧化还原电位(2.2V)低于SO4•-(2.7V)和HO•(2.5～3.1V),不易被实际水体中的无机离子消耗,对难降解有机物有高选择性[21].已有研究[20]得出M-N-C(M=Cu,Co,Mn,Ni,Fe)催化剂活化PMS诱导产生1O2最合理的途径为PMS→OH*→O*→1O2.Zhang等[22]制备的Fe-CN中Fe-N4位可以吸附PMS边缘的O,促进SO5•-的形成并进一步生成1O2.综上所述,金属-氮-碳类催化剂活化PMS可以诱导产生1O2,实现以非自由基途径高效降解难降解有机物.

本文以外加三聚氰胺的掺氮PBA为前驱体采用高温煅烧法制备了含有铁锰氮化物的FMN-(=500,600,700),研究了该催化剂用于活化PMS降解偶氮有机物的性能和机理,并验证其稳定性、重用性及在实际水体中应用的能力,为过一硫酸盐高级氧化处理难降解有机物等有机化合物提供参考.

1 材料与方法

1.1 材料

RBK5(纯度>99%),Reactive Black 5,偶氮染料,购于台湾Everlight化学公司.过一硫酸盐(KHSO5·0.5KHSO5·0.5K2SO4, PMS)、三聚氰胺(C3H6N6)和对苯醌(-BQ)购于上海麦克林生化科技有限公司;L-组氨酸(C6H9N3O2)购于上海阿拉丁生化科技股份有限公司;氢氧化钠(NaOH)、硫酸(H2SO4)和甲醇(Meth)购于国药集团化学试剂有限公司;四水合氯化锰(MnCl2·4H2O)、铁氰化钾(K3[Fe(CN)6])、叔丁醇(TBA)等药品购于汕头市西陇科学股份有限公司.药品均为分析纯,实验过程中用水均为去离子水.

1.2 催化剂制备

将0.61g三聚氰胺溶解于200mL去离子水中,超声至溶液澄清,再将13.17g铁氰化钾加入三聚氰胺溶液,搅拌溶解1h,随后加入7.92g四水合氯化锰,充分搅拌2h得到悬浊液.将上述悬浊液离心分离得到深棕色沉淀物,用去离子水及无水乙醇各清洗3次,置于60℃烘箱中干燥12h,得到以三聚氰胺为外加碳氮源的铁锰PBA前驱体(N-FeMn/PBA).

取适量催化剂前驱体N-FeMn/PBA粉末放入管式炉中,通5min氮气以排净空气.在氮气氛围下以5℃/min的升温速率加热至350℃,保持1h,再以同样的升温速率加热至500,600和700℃,保持2h,得到的催化剂分别命名为FMN-500、FMN-600和FMN- 700.

1.3 催化剂表征

使用扫描电子显微镜(SEM,Tescan Mira3Zeiss Sigma500)对催化剂的形貌和粒径进行表征分析;催化剂晶体结构由X射线粉末衍射仪(XRD, D8Advance)表征;催化剂的比表面积等由比表面积测试仪(BET,Belsorp-max)分析;催化剂的化学键以及官能团由傅里叶变换红外光谱仪(FTIR,Thermo Sciencetific)表征分析;X射线光电子能谱(XPS, Thermo Scientific Escalab 250Xi)用于对催化剂表面元素以及反应前后元素价态变化的分析.

1.4 实验方法

本实验均在150mL烧杯中进行,使用磁力搅拌器对溶液进行搅拌反应．向烧杯中加入100mL的10mg/L RBK5溶液,同时加入一定量的PMS和催化剂作为催化反应的起点.整个反应在室温(298K)条件下进行,分别在设定好的时间节点取2.5mL反应液,用0.22 μm的水系滤膜过滤,滤液利用UV-Vis分光光度计测量最大吸收波长600nm处的吸光度以测定剩余的RBK5浓度.实验过程中用0.1mol/L NaOH或H2SO4溶液调节初始pH值.每组样品设3个平行,并取其平均值进行分析.

依据Langmuir-beer定律,根据式(1)计算出RBK5的降解率.

降解率=(

－

×100% (1)

式中:0为RBK5初始浓度,mg/L;为取样测定时的RBK5浓度,mg/L.

RBK5浓度的计算是利用标准曲线将吸光度转化为浓度进行计算.

2 结果与讨论

2.1 催化剂表征

2.1.1 SEM分析催化剂的微观结构、元素分布通过SEM和EDS进行表征.如图1a所示,加入三聚氰胺为氮源的掺氮PBA颗粒大小不均,表面光滑.图1b～c所示,在500、600℃煅烧下颗粒粒径变小,没有出现特殊结构.图1d显示,经700℃煅烧后的FMN-700颗粒均匀,呈现正多面体形态且具有层状结构,表面粗糙有褶皱,说明高温煅烧可以增大材料比表面积,暴露更多的活性位点[23].EDS元素图谱(图1e～i)显示了Fe、Mn、C、O和N元素均匀分布在FMN-700中.

图1 SEM图像及FMN-700的EDS元素图谱分析

2.1.2 XRD分析 XRD结果如图2a所示.在N- FeMn/PBA中有KMnFe(CN)6×2H2O (PDF#51- 1896)的特征衍射峰,如(200)、(220)、(400)、(420)、(422)、(440)、(600)、(620),加入三聚氰胺没有改变PBA的晶型.高温煅烧后,部分PBA特征峰消失,产生铁锰氮化物、氧化物特征峰.其中在35.0°和58.9°处出现的衍射峰对应于(FeO)0.099(MnO)0.901(PDF#77-2362)的(111)和(220)晶面.在FMN-700中出现了属于Fe3O4(PDF#99-0073)的三个衍射峰对应于其(111)、(220)和(533)的晶面.在40.4°出现的峰对应于Mn4N的(111)晶面,40.8°处出现的峰对应Fe3N的(002)晶面,在44.8°处出现的峰则对应于Mn3N2的(006)晶面,证明有金属氮化物(Fe/Mn)N(=3,4;=1,2)生成.

图2 催化剂的XRD和FTIR图谱

2.1.3 FTIR 光谱分析采用FTIR光谱法分析了化学基团和化学键.如图2b所示,所有的样品在3435cm-1处都有由于水分子O-H键拉伸振动产生的峰[24].N-FeMn/PBA在2147和2070cm-1的峰归于Mn(II)-N≡C-Fe(III)和Mn(III)-N≡C-Fe(II)的拉伸振动[25].1347cm-1处的峰属于金属氧化物上的-OH键的变形振动[26].1630cm-1处的峰应为C-N杂环的拉伸振动产生[27].经煅烧后在1100～1700cm-1范围内的峰被削弱,可能由于铁锰原子和三聚氰胺的三嗪单元配位形成金属氮化物[28];而800cm-1的峰证明有M-N键的存在[29],成功合成了氮化物,与XRD结果一致.在590～610cm-1的峰则归因于金属-氧键(Fe-O,Mn-O)的拉伸振动,证明催化剂表面同时存在铁锰氧化物;420cm-1左右的峰属于金属-C≡N基团的拉伸振动[30],在煅烧过程中化学键发生断裂,特征峰消失.

2.2 不同体系下RBK5的降解效率

图3 不同体系对RBK5降解效率和降解动力学的影响

如图3所示,催化剂投加量为0.2g/L,PMS浓度为2mmol/L,初始pH值为7,RBK5浓度为10mg/L. PMS或FMN-700单独存在时,60min内RBK5去除率仅为0.06%,表明未被活化的PMS氧化能力有限,且FMN-700无吸附效果.RBK5在FMN-700/PMS体系中被快速降解,20min内去除率为88.1%,并在60min内几乎完全降解.FMN-500和FMN-600的催化性能较差,体系60min内对RBK5的降解效率分别为83.4%和85.9%.如表1所示, FMN-700/PMS体系的值为0.0840L/(mg·min),是FMN-500/PMS体系的3.2倍、FMN-600/PMS体系的2.7倍.结合SEM结果,700℃煅烧产生层状堆叠正八面体的特殊结构,赋予材料优异的催化性能.因此,FMN-700用于后续实验.

为了研究FMN-700/PMS体系对偶氮有机物的矿化效果,图4显示了体系对COD的去除效率.COD的去除率在60min内达到77.25%,说明该体系对偶氮有机物有良好的矿化效果.

图4 FMN-700/PMS体系COD去除效率

表1 不同体系降解RBK5的动力学速率常数

2.3 最佳反应条件的确定

2.3.1 催化剂投加量的影响在PMS浓度为2mmol/L,pH值为7,RBK5浓度为10mg/L时,探究催化剂投加量对RBK5的影响如图5所示.当催化剂投加量从0.1g/L增加至0.4g/L时,RBK5降解率先升高后不变,投加量为0.2g/L时降解率达到最大值99.5%;继续增加催化剂的量至0.4g/L,RBK5降解率没有进一步升高,而值仍有增大(表2),说明FMN-700不易发生团聚现象掩蔽反应活性位点.综合考虑降解效果及经济效益,选择0.2g/L作为催化剂最佳投加量.

图5 催化剂投加量对RBK5降解效率和降解动力学的影响

表2 不同催化剂投加量下RBK5的降解动力学速率常数

图6 PMS浓度对RBK5降解效率和降解动力学的影响

2.3.2 氧化剂(PMS)浓度的影响在催化剂投加量为0.2g/L,pH值为7,RBK5浓度为10mg/L时,探究不同浓度PMS对RBK5降解效率的影响.如图6和表3所示,当PMS浓度为1mmol/L时,RBK5的降解率为91.1%,PMS浓度增加至2mmol/L,RBK5降解效率达到最大值,动力学常数值为1mmol/L的1.7倍.结合图中结果,考虑到经济效益因素,选择2mmol/L作为体系的PMS最佳浓度.

表3 不同PMS浓度下RBK5的降解动力学速率常数

图7 初始pH对RBK5降解效率和降解动力学的影响

2.3.3 初始pH值的影响在PMS浓度为2mmol/L,催化剂投加量为0.2g/L,RBK5浓度为10mg/L时,探究初始pH值对RBK5降解效率的影响.根据图7所示,在pH值3.0～11.0范围内可保持98.6%以上的RBK5降解率,表明FMN-700/PMS体系有优异的pH值适应性.与其他催化剂/PMS体系降解RBK5的效果对比如表4所示,FMN-700在降解效率及适应pH值范围方面均有优势,其含有的金属氮化物可使催化剂具有独特的带电结构[29],提供更多有效活性位点,因此具有高催化活性.

表4 其他催化剂活化降解RBK5效果对比

2.4 自由基种类的确定

通过淬灭实验分析和电子顺磁共振(EPR)方法确定了FMN-700/PMS体系中的活性种类,并对其活化机理进行了讨论.在淬灭实验中,利用甲醇、叔丁醇、对苯醌和L-组氨酸分别作为SO4•-、HO•、O2•-和1O2的淬灭剂[35-36].如图8a所示,在FMN- 700/PMS体系中分别加入200mmol/L(氧化剂:淬灭剂=1:100)的叔丁醇、甲醇以及10mmol/L(氧化剂:淬灭剂=1:5)的对苯醌,降解率下降至95.6%、92.4%和86.1%,轻微抑制了RBK5的降解,将叔丁醇、甲醇浓度升高至1mol/L, RBK5降解率仍大于90%,而在体系中加入10mmol/L的L-组氨酸后有明显抑制作用,降解率下降至30.5%,说明该体系的降解由1O2主导.

表5 不同初始pH值下RBK5的降解动力学速率常数

图8 淬灭实验和DMPO,TEMP捕获EPR谱

利用EPR光谱分析进一步验证体系中存在的活性基团.5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物(DMPO)自旋捕获剂可以用来捕获SO4•-、HO•和O2•-自由基[35-37],如图8d所示,在FMN-700/PMS体系中检测到DMPO-HO•、DMPO-SO4•-及DMPO-O2•-的峰值信号,证实了FMN-700活化PMS降解RBK5的过程中产生了以上3种自由基;为了验证催化氧化过程是否产生了1O2,在反应10min的体系中加入四甲基哌啶(TEMP)进行1O2捕获实验,检测到极强的典型TEMP-1O2信号峰(AN=16.7G,强度比为1:1:1),表明体系中确实存在大量的1O2.

2.5 XPS分析

FMN-700的XPS分析见图9.Fe 2p光谱显示在711和724eV有两个明显的峰值,分别对应于Fe 2p3/2和Fe 2p1/2[38].Fe(II)和Fe(III)的特征峰分别出现在710.7,724.0和712.9,726.1eV;图中Mn 2p3/2和Mn 2p1/2被拟合为两个峰,结合能分别为641.8和653.2eV、643.2和654.3eV,表明Mn(II)和Mn(III)存在[39].反应前后Fe、Mn物种含量的变化归因于降解反应过程中的价态转化及双金属间的协同作用(如式2～6).此外,在N 1s光谱中,结合能为398.4、399.5和400.8eV处出现了三个峰,分别对应于吡啶N、吡咯N和石墨N.热解过程中,C、N原子的重建会导致吡啶N向吡咯N和石墨N转化,基于石墨N在碳骨架中具有很强的电子转移能力,能介导电子在催化剂表面和PMS之间快速转移[40],因此具有高比例石墨N含量的FMN-700表现出了良好的催化活性.如表6所示,反应前后三种氮构型占比的变化趋势为:吡啶N下降,吡咯N和石墨N升高.稳定性较差的吡啶N易被非选择性的自由基攻击,导致使用后的FMN-700吡啶N含量下降[41],石墨N比例从29.1%升高至31.0%,该现象表明FMN-700参与降解的过程中发生了N的构型重建,有利于诱导生成1O2.

图9 FMN-700反应前后的XPS分析

表6 FMN-700的XPS结果分析(%)

结合EPR图谱和XPS分析,FMN-700活化PMS的过程可能存在如下反应(式2～10).Fe/Mn(III)被PMS还原生成Fe/Mn(II)和SO4•-,Fe/Mn(II)又通过电子转移与PMS中的O原子配位再次转化为Fe(III)[42],从而形成Fe(II)/Fe(III)和Mn(II)/Mn(III)循环.被活化后PMS的O-O键断裂生成自由基,一部分直接参与降解,另一部分则与O2•-反应生成1O2.另外,石墨N有利于催化剂化学吸附PMS[43],通过式(10)直接生成1O2.丰富的1O2被释放到体系中,实现了污染物的高效降解.

Fe(Ⅱ)+HSO

→Fe(Ⅲ)+SO

•

+OH

(2)

Fe(Ⅲ)+HSO

→Fe(Ⅱ)+SO

•

(3)

Mn(Ⅱ)+HSO

→Mn(Ⅲ)+SO

•

+OH

(4)

Mn(Ⅲ)+HSO

→Mn(Ⅱ)+SO

•

(5)

Mn(Ⅲ)+Fe(Ⅱ)→Mn(Ⅱ)+Fe(Ⅲ) (6)

•

O→SO

+HO•

(7)

•

+ OH

→SO

+HO•

(8)

•

+HO•→

+OH

(9)

HSO

+HSO

→

+2SO

(10)

2.6 不同水体条件的影响

2.6.1 水体中共存阴离子的影响在天然水体和工农业废水中普遍存在各种无机阴离子,为了进一步阐明FMN-700/PMS体系在复杂条件下的催化性能,在体系中分别加入0.1mol/L的NO3-、Cl-、CO32-、HCO3-和H2PO4-并探究其对降解的影响.如图10所示,体系对以上阴离子均具有良好的抗干扰能力.在水处理方面呈现出良好的应用前景.特别的是Cl-的加入使FMN-700/PMS系统在10min内即可完成100%的降解,降解速率常数为对照组的3.1倍(表7).Zhang等[36]在Cl-/PMS体系中加入RBH作为HOCl的荧光探针,荧光强度明显增强,证明有HOCl生成.所以Cl-加快RBK5降解速率的原因可能是降解体系中存在强氧化性物质HOCl[44].

表7 不同阴离子条件下RBK5的降解动力学速率常数

图10 不同阴离子对RBK5降解效率和降解动力学的影响

图11 不同水体对RBK5降解效率和降解动力学的影响

2.6.2 在实际水体中的应用在不改变其他条件的情况下,使用中水、湖水(华侨大学厦门校区白鹭湖24°36′28.17″N,118°4′41.29″E)和自来水做为实验用水,研究了实际水体对FMN-700/PMS体系去除RBK5的影响.如图11、表8所示,在4种不同的水介质中,偶氮有机物RBK5的降解率均大于90%, FMN-700表现出很强的灵活性和对实际水体的适应性.

表8 不同水体条件下RBK5的降解动力学速率常数

2.7 催化剂的稳定性及重用性

图12 铁、锰离子均相催化降解实验

在3种催化降解体系中,Fe和Mn离子的浸出情况如表9所示.材料煅烧温度越高,铁离子的浸出量越低,在催化氧化过程中更稳定.三种催化剂在反应过程中只有FMN-700的铁锰离子浸出情况低于地表水环境质量标准集中式生活饮用水地表水源地标准限值(GB 3838-2002,铁£0.3mg/L,锰£0.1mg/L),表明FMN-700在降解体系中高度稳定, 同时证明了较高的煅烧温度有利于金属固定,这可能与生成金属氮化物有关,有效降低了金属离子浸出损失. 如图12所示,在RBK5溶液中加入2.0mg/L铁离子和1.0mg/L锰离子进行均相催化降解实验, 降解率分别只有6.83%和6.15%,证明FMN-700/PMS体系为异质催化作用.

通过循环实验来探讨FMN-700的稳定性及可重用性.如图13(a)所示,经5次循环后降解效率下降至82.0%,表明催化剂具有较好的可重用性.性能下降的原因主要为降解产物对催化剂表面活性位点的掩蔽.针对材料性能下降的改进措施是在N2气氛中升温至350℃煅烧1h[23],热解后催化剂性能得到恢复.为了分析FMN-700参与降解反应前后的变化,对反应后的材料进行了相关表征:XRD、XPS总谱及SEM图像的结果表明反应前后FMN-700的形态及结构没有明显差异,FMN-700具有高稳定性.

图13 循环实验和催化剂反应前后的表征

表9 催化剂/PMS体系中的离子浸出情况

2.8 RBK5降解过程中的三维荧光变化

利用三维荧光光谱技术分析偶氮染料RBK5被降解前后的三维荧光光谱特征.如图14所示,降解前的10mg/L RBK5溶液中没有出现较强的荧光峰域.随着降解反应的进行,在m/x=392nm/323nm和m/x=392nm/354nm处出现荧光强度极大的峰域.该现象由于偶氮键具有荧光淬灭剂的作用,使偶氮染料仅具有很弱的荧光,当偶氮化合物中的偶氮键被破坏后,其荧光强度会大幅的提升,这是偶氮类有机物的独有特征[45].因此可以证明在FMN-700/PMS体系降解过程中,RBK5的偶氮键被成功破坏并进一步脱色降解.

图14 FMN-700/PMS体系降解RBK5过程中的3D-EEM光谱

3 结论

3.1 通过高温煅烧法成功制备了含铁锰氮化物的层状堆叠正八面体形FMN-700,其具有颗粒粒径均匀、离子浸出少、催化性能强及稳定性高等优点.

3.2 在初始pH值为7,FMN-700投加量为0.2g/L, [PMS]=2mmol/L的条件下,60min内可使10mg/L的RBK5脱色率高达99.5%,降解反应符合拟一级反应动力学,在pH值为3～11的范围内都有良好的降解效率,且对不同水体的适应性好,综合性能优异.

3.3 淬灭实验、EPR及XPS分析表明体系中Fe(II)/Fe(III)和Mn(II)/Mn(III)循环、吡啶N向吡咯N及石墨N转化过程共同诱导产生1O2,实现以1O2为主导的非自由基途径高效降解难降解有机物.

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Efficient decolorization of azo organics by singlet oxygen from activating PMS with octahedral structured FMN-700.

ZHONG Qing1, YE Xiao-zhen2, ZENG Jing2, CAI Lan-yan2, WANG Yong-quan2, HONG Jun-ming1*

(1College of Chemical Engineering, Huaqiao University, Fujian Province Engineering Research Center of Industrial Wastewater Biochemical Treatment, Xiamen 361021, China；2.Xiamen Tobacco Industrial Company Limited, Xiamen 361021, China)., 2023,43(12)：6374～6385

A catalytic material containing iron and manganese nitride (FMN-700) was prepared by high-temperature calcination using nitrogen-doped Prussian blue analogue (PBA) as a precursor for the rapid degradation of azo organic compounds by activated peroxymonosulfate (PMS). The catalysts were characterized by scanning electron microscopy (SEM), X-ray powder diffractometer (XRD) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), which demonstrated that FMN-700 has a layered stacked ortho-octahedral structure and contains Fe-Mn-nitride. The effects of catalyst dosage, PMS concentration and initial pH on the catalytic degradation of azo organics were investigated. The results showed that 99.5% decolorization of RBK5 at 10mg/L could be achieved within 60min at an initial pH of 7, a catalyst dosing of 0.2g/L and a PMS concentration of 2mmol/L. The quenching experiments and Electron Paramagnetic Resonance (EPR) indicated that1O2was the main active substance in the degradation system. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) showed that the Fe(III)/Fe(II) and Mn(III)/Mn(II) ratios increased and the pyridine N content decreased before and after the reaction. This process can induce the production of1O2. The significant increase of fluorescence intensity of 3D-EEM spectrum showed that the azo bond with fluorescence quenching effect was broken during the degradation process and azo organic compounds were successfully decolorized and degraded.

iron/manganese nitride；peroxymonosulfate (PMS)；singlet oxygen(1O2)；heterogeneous catalysis

X703.1

1000-6923(2023)12-6374-12

钟晴,叶校圳,曾静,等.八面体FMN-700活化过硫酸盐产生1O2降解偶氮有机物 [J]. 中国环境科学, 2023,43(12):6374-6385.

Zhong Q, Ye X Z, Zeng J, et al. Efficient decolorization of azo organics by singlet oxygen from activating PMS with octahedral structured FMN-700 [J]. China Environmental Science, 2023,43(12):6374-6385.

2023-04-26

国家自然科学基金资助项目(51978291);福建省科技项目基金资助项目(2021J01311,2022I0030);厦门市科技项目基金资助项目(3502Z20226012)

* 责任作者, 教授, jmhong@hqu.edu.cn

钟晴(2000-),女,福建厦门人,华侨大学硕士研究生,主要研究方向为水处理高级氧化.zhongqing1215@126.com.

本实验得到华侨大学分析测试中心给予的支持,在此表示感谢.