English
新闻公告
More
化学进展 2010, Vol. 22 Issue (10): 2071-2078 前一篇   

• 综述与评论 •

活性炭催化过氧化物高级氧化技术降解水中有机污染物*

杨鑫   杨世迎**   邵雪婷  王雷雷   牛瑞   

  1. (海洋环境与生态教育部重点实验室  中国海洋大学环境科学与工程学院  青岛 266100)
  • 收稿日期:2010-01-10 修回日期:2010-02-04 出版日期:2010-10-24 发布日期:2010-10-20
  • 通讯作者: 杨世迎 E-mail:shiningpup@hotmail.com

Activated Carbon Catalyzed Peroxide Degradation of Organic Pollutants in Water

Yang Xin  Yang Shiying**  Shao Xueting  Wang Leilei  Niu Rui   

  1. (Key Laboratory of Marine Environment and Ecology, Ministry of Education; College of Environmental Science and Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266100, China)
  • Received:2010-01-10 Revised:2010-02-04 Online:2010-10-24 Published:2010-10-20
  • Contact: Yang Shiying E-mail:shiningpup@hotmail.com

活性炭(AC)能够催化过氧化氢(H2O2)释放出强氧化性的羟基自由基•OH。过二硫酸盐(PS)与H2O2结构上相似,因此PS也有可能被AC催化产生强氧化性的硫酸根自由基SO4−•。AC催化无机过氧化物(H2O2或PS)将发展成为一类新型高级氧化技术。AC催化H2O2联合体系包括AC/H2O2,AC/Fenton,AC/H2O2/紫外光,,AC/H2O2/微波,AC/湿式H2O2氧化;AC催化AC/PS联合体系包括 AC/PS,AC/PS/金属离子,  AC/PS/ 微波。AC过氧化联合体均可高效降解水中有机污染物。本文在首次综述AC/过氧化物联合体系处理有机污染物研究现状的基础上,分析了AC和过氧化物的相互作用,并对该类高级氧化技术的发展前景进行了展望。

H2O2 can obviously be catalyzed by activated carbon (AC) on the AC surface, forming the free radicals of hydroxyl radical (•OH). As is to known,persulfate (PS) is similar to H2O2 in structure, so PS may be catalyzed by AC too, involving the formation of free radicals of sulfate radical (SO4−•). AC/peroxide (H2O2 or PS) combined system will be an efficient advanced oxidation technology of removing organic pollutants in water or wastewater. This paper, for the first time, reviews the research progress of the combined system in degrading organic pollutants, including AC/H2O2, AC/Fenton, AC/H2O2/UV light, AC/H2O2/microwave, AC/Fenton/microwave, AC/wet H2O2 oxidation, as well as AC/PS, AC/PS/metal ion, and AC/PS/ microwave. Both the interaction between AC and peroxide, and the prospects of AC/peroxide technology are also discussed.

Contents
1 Combined systems of AC and H2O2
1.1 AC/H2O2
1.2 AC/Fenton
1.3 AC/H2O2/UV Light
1.4 AC/H2O2/Microwave, AC/Fenton/Microwave
1.5 AC/Wet H2O2 Oxidation
2 Combined systems of AC and PS
2.1 AC/PS
2.2 AC/PS/metal Ion
2.3 AC/PS/microwave
3 Interaction between AC and peroxide
3.1 Impact of AC on peroxide
3.2 Impact of peroxide on AC
4 Conclusions and outlook

()

[1 ] Sánchez M L D,Macías-García A,Díaz-Díez M A,et al. Appl.
Surf. Sci. ,2006,252: 5984—5987
[2 ] Szymański G S. Catal. Today,2008,137: 460—465
[3 ] Masaru K, Ikuko M. Bull. Chem. Soc. Jpn. ,1994,67:
2357—2360
[4 ] Georgi A,Kopinke F D. Appl. Catal. B,2005,58: 9—18
[5 ] Bansal R C,Donnet J B,Stoeckli F. Active Carbon,New York:
Marcel Dekker,1988. 441
[6 ] Khalil L B, Girgis B S, Tawfik T A. J. Chem. Technol.
Biotechnol. ,2001,76 (11) : 1132—1140
[7 ] Huang H H,Lu M C,Chen J N,Lee C T. Chemosphere,2003,
51: 935—943
[8 ] Yu G X,Lu S X,Chen H,Zhu Z N. Carbon,2005,43:
2285—2294
[9 ] Elmer C L,James H W. J. Phys. Chem. ,1940,44 (1) : 70—
85
[10] Lücking F,Kser H,Jankand M,Ritter A. Water Res. ,1998,
32 (9) : 2607—2614
[11] Oliveira L C A,Silva C N,Yoshida M I,Lago R M. Carbon,
2004,42: 2279—2284
[12] Kurniawan T A,Lo W H. Water Res. ,2009,43: 4079—4091
[13] 汤烜( Tang X) ,李沪萍( Li H P) ,罗康碧( Luo K B) ,陈举恩
( Chen J E) ,宁平(Ning P) . 化工科技( Science & Technology
in Chemical Industry) ,2008,16 (2) : 10—12
[14] 孙大贵( Sun D G) ,陶长元( Tao C Y) ,刘作华( Liu Z H) ,杜
军( Du J ) ,刘仁龙( Liu R L ) . 环境科学( Environmental
Science) ,2007,28 (2) : 2734—2739
[15] 张静( Zhang J) ,沈迅伟( Shen X W) ,张春永( Zhang C Y) ,
袁春伟( Yuan C W) . 水处理技术( Technology of Water
Treatment) ,2004,30 (6) : 372—374
[16] Toledo L C,Silva A C B,Augusti R,Lago R M. Chemosphere,
2003,50: 1049—1054
[17] Fan H J,Chen I W,Lee M H,Chiu T. Chemosphere,2007,
67: 1647—1652
[18] 杜尔登(Du E D) ,张玉先( Zhang Y X) ,沈亚辉( Shen Y H) .
给水排水( Water & Wastewater Engineering ) , 2008, 134
(110) : 28—33
[19] Huling S G,Kan E,Wingo C. Appl. Catal. B,2009,89:
651—658
[20] Huling S G,Jonesa P K,Ela W P,Arnold R G. J. Environ.
Eng. ,2005,2: 287—297
[21] Huling S G,Jonesa P K,Ela W P,Arnold R G. Water Res. ,
2005,39: 2145—2153
[22] Kommineni S,Ela W P,Arnold R G,Huling S G,Hester B J,
Betterton E A. Environ. Eng. Sci. ,2003,20(4) : 361—373
[23] Huling S G,Arnold R G,Jones P K,Sierka R A. J. Environ.
Eng. ,2000,126 (4) : 348—353
[24] Ince N H,Hasan D A, Ustün B, Tezcanli G. Water Sci.
Technol. ,2002,46 (4 /5) : 51—58
[25] Ince N H,Apikyan I G. Water Res. ,2000,34 (17) : 4169—
4176
[26] Horng R S,Tseng I C. J. Hazard. Mater. ,2008,154: 366—
372
[27] Tai H S,Chih J G. Chemosphere,1999,38 (11) : 2667—2680
[28] 肖新荣( Xiao X R) ,陈仲青( Chen Z Q) ,赵成祥( Zhao C
X) ,黄增勇( Huang Z Y) . 南华大学学报( 自然科学版)
( Journal of Nanhua University ( Science and Technology ) ) ,
2005,19 (3) : 20—24
[29] 陈芳艳( Chen F Y) ,肖洁(Xiao J) ,唐玉斌( Tang Y B) . 化
工环保( Environmental Protection of Chemical Industry) ,2008,
28 (2) : 106—110
[30] Debellefontaine H, Chakchouk M, Foussard J N, Tissot D,
Striolo R. Environ. Pollut. ,1996,92 (2) : 155—164
[31] 孟志国(Meng Z G) ,王金生(Wang J S) ,付磊( Fu L) ,杨凤
林(Yang F L) ,胡绍伟(Hu S W) . 西安建筑科技大学学报
( 自然科学版) ( J. Xi′ an Univ. Arch. & Tech. ( Natural
Science Edition) ) ,2009,41 (4) : 571—574
[32] Rey A,Faraldos M,Casas J A,Zazo J A,Bahamonde A,
Rodríguez J J. Appl. Catal. B,2009,86: 69—77
[33] Liou R M,Chen S H. J. Hazard. Mater. ,2009,172: 498—
506
[34] Okawa K,Suzuki K,Takeshita T,Nakano K. Water Res. ,
2007,41: 1045—1051
[35] Liang C J,Lin Y T,Shih W H. Ind. Eng. Chem. Res. ,2009,
48: 8373—8380
[36] Liang C J,Lin Y T,Shih W H. J. Hazard. Mater. ,2009,
168: 187—192
[37] Yang S Y,Wang P,Yang X,Wei G,Zhang W Y,Shan L. J.
Environ. Sci. ,2009,21: 1175—1180
[38] Quan X,Zhang Y B,Chen H,Zhao Y Z,Yang F L. J. Mol.
Catal. A: Chem. ,2007,263: 216—222
[39] Salame I I,Bandosz T J J. Colloid Interface Sci. ,1999,210:
367—374
[40] Marín F C,Mueden A,Centeno T A,Stoeckli F,Castilla C M.
J. Chem. Soc. ,Faraday Trans. ,1997,93(12) : 2211—2215
[41] Castilla C M,Garcia M A F,Joly J P,Toledo I B,Marín F C,
Utrilla J R. Langmuir,1996,11: 4386—4392
[42] 孟冠华(Meng G H) ,李爱民( Li A M) ,张全兴( Zhang Q X) .
离子交换与吸附( Ion Exchange and Adsorption ) ,2007,23
(1) : 88—94
[43] 余国贤(Yu G X) ,陈辉( Chen H) ,陆善祥( Lu S X) ,朱中南
( Zhu Z N) . 燃料化学学报( Journal of Fuel Chemistry and
Technology) ,2005,33 (5) : 566—570
[44] Boehm H P. Carbon,2002,40: 145—149
[45] Tseng H H,Wey M Y. Chemosphere,2006,62: 756—766
[46] Lahaye J. Fuel,1998,11 (6) : 543—547
[47] Figueiredo J L,Pereira M F R,Freitas M M A,rfo J J M.
Carbon,1999,37: 1379—1389
[48] Castilla C M. Carbon,2004,42: 83—94

[1] 李帅, 朱娜, 程扬健, 陈缔. NH3选择性催化还原NOx的铜基小孔分子筛耐硫性能及再生研究[J]. 化学进展, 2023, 35(5): 771-779.
[2] 李佳烨, 张鹏, 潘原. 在大电流密度电催化二氧化碳还原反应中的单原子催化剂[J]. 化学进展, 2023, 35(4): 643-654.
[3] 邵月文, 李清扬, 董欣怡, 范梦娇, 张丽君, 胡勋. 多相双功能催化剂催化乙酰丙酸制备γ-戊内酯[J]. 化学进展, 2023, 35(4): 593-605.
[4] 王丹丹, 蔺兆鑫, 谷慧杰, 李云辉, 李洪吉, 邵晶. 钼酸铋在光催化技术中的改性与应用[J]. 化学进展, 2023, 35(4): 606-619.
[5] 徐怡雪, 李诗诗, 马晓双, 刘小金, 丁建军, 王育乔. 表界面调制增强铋基催化剂的光生载流子分离和传输[J]. 化学进展, 2023, 35(4): 509-518.
[6] 杨越, 续可, 马雪璐. 金属氧化物中氧空位缺陷的催化作用机制[J]. 化学进展, 2023, 35(4): 543-559.
[7] 刘雨菲, 张蜜, 路猛, 兰亚乾. 共价有机框架材料在光催化CO2还原中的应用[J]. 化学进展, 2023, 35(3): 349-359.
[8] 兰明岩, 张秀武, 楚弘宇, 王崇臣. MIL-101(Fe)及其复合物催化去除污染物:合成、性能及机理[J]. 化学进展, 2023, 35(3): 458-474.
[9] 李锋, 何清运, 李方, 唐小龙, 余长林. 光催化产过氧化氢材料[J]. 化学进展, 2023, 35(2): 330-349.
[10] 范克龙, 高利增, 魏辉, 江冰, 王大吉, 张若飞, 贺久洋, 孟祥芹, 王卓然, 樊慧真, 温涛, 段德民, 陈雷, 姜伟, 芦宇, 蒋冰, 魏咏华, 李唯, 袁野, 董海姣, 张鹭, 洪超仪, 张紫霞, 程苗苗, 耿欣, 侯桐阳, 侯亚欣, 李建茹, 汤国恒, 赵越, 赵菡卿, 张帅, 谢佳颖, 周子君, 任劲松, 黄兴禄, 高兴发, 梁敏敏, 张宇, 许海燕, 曲晓刚, 阎锡蕴. 纳米酶[J]. 化学进展, 2023, 35(1): 1-87.
[11] 叶淳懿, 杨洋, 邬学贤, 丁萍, 骆静利, 符显珠. 钯铜纳米电催化剂的制备方法及应用[J]. 化学进展, 2022, 34(9): 1896-1910.
[12] 陈浩, 徐旭, 焦超男, 杨浩, 王静, 彭银仙. 多功能核壳结构纳米反应器的构筑及其催化性能[J]. 化学进展, 2022, 34(9): 1911-1934.
[13] 张荡, 王曦, 王磊. 生物酶驱动的微纳米马达在生物医学领域的应用[J]. 化学进展, 2022, 34(9): 2035-2050.
[14] 王乐壹, 李牛. 从铜离子、酸中心与铝分布的关系分析不同模板剂制备Cu-SSZ-13的NH3-SCR性能[J]. 化学进展, 2022, 34(8): 1688-1705.
[15] 范倩倩, 温璐, 马建中. 无铅卤系钙钛矿纳米晶:新一代光催化材料[J]. 化学进展, 2022, 34(8): 1809-1814.