朱思瑞,高乃云,魯 仙,郭佑羅 (同濟(jì)大學(xué),污染控制與資源化研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海 200092)

熱激活過(guò)硫酸鹽氧化降解水中雙酚A

朱思瑞,高乃云*,魯 仙,郭佑羅 (同濟(jì)大學(xué),污染控制與資源化研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海 200092)

應(yīng)用熱激活過(guò)硫酸鹽降解水中雙酚A(BPA)并分析初始底物濃度、過(guò)硫酸鹽投加量、溫度、初始pH以及常見(jiàn)的過(guò)渡金屬物質(zhì)(Ni2O3、Fe0、Fe2+)對(duì)降解效果的影響.結(jié)果表明:熱激活過(guò)硫酸鹽降解雙酚A符合擬一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)(R2＞0.96)和符合阿倫尼烏斯模型(R2＞0.95);表觀速率常數(shù)kobs與初始底物濃度呈負(fù)相關(guān),與過(guò)硫酸鹽投加量、溫度、初始pH呈正相關(guān),計(jì)算出的反應(yīng)活化能為146.64kJ/mol;過(guò)渡金屬物質(zhì)的投加可以大幅促進(jìn)雙酚A的降解,[Fex]0(Fe2+、Fe0):[PS]0=1:2 時(shí),降解效果最佳.

雙酚A；過(guò)硫酸鹽；熱激活；動(dòng)力學(xué)；表觀速率常數(shù)

雙酚 A,學(xué)名 2,2-二(4-羥基苯基)甲烷,是一種典型的內(nèi)分泌干擾物[1],重要的有機(jī)化工原料.其中間產(chǎn)物和合成產(chǎn)物已被證實(shí)具有雌激素作用[2-3],并且即便在低濃度條件下,雙酚 A也可能從合成產(chǎn)物中析出進(jìn)入人體,傷及肝臟,誘發(fā)甲狀腺激素紊亂,導(dǎo)致人體內(nèi)分析系統(tǒng)失調(diào)[4-5].

自然水體中,雙酚 A幾乎不揮發(fā)、不水解.目前去除雙酚A主要工藝有:常規(guī)水處理工藝、吸附和膜工藝以及生物處理.常規(guī)水處理工藝雖費(fèi)用低、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單和運(yùn)行方便,但去除效果不佳;吸附和膜工藝去除效果顯著,但是費(fèi)用較高;生物處理去除效果較好,但去除周期太長(zhǎng),同時(shí)會(huì)有無(wú)法被生物降解又對(duì)處理工藝及水環(huán)境造成危害的毒性副產(chǎn)物生成.[6]

近年來(lái),高級(jí)氧化技術(shù)(AOPs)憑借其高反應(yīng)活性迅速降解微量難降解有機(jī)物的特點(diǎn),得到迅速發(fā)展[7],主要以羥基自由基·OH和硫酸根自由基·SO4-兩種自由基為活性載體,而 H2O2的腐蝕性和O3的不穩(wěn)定性限制了羥基自由基·OH的應(yīng)用推廣,因此基于·SO4-的高級(jí)氧化技術(shù)獲得更多關(guān)注.·SO4-氧化還原電位為2.6V,與·OH(E0=2.8V)的氧化能力相當(dāng),能夠氧化大部分有機(jī)污染物;并且相對(duì)于臭氧氧化法和芬頓氧化法,過(guò)硫酸鹽氧化法是一個(gè)比較緩慢的過(guò)程,能夠增長(zhǎng)自由基和有機(jī)物的反應(yīng)時(shí)間,使得反應(yīng)更充分進(jìn)行[8-9].

本研究探索了熱激活過(guò)硫酸鹽氧化降解水中雙酚A的可行性,通過(guò)試驗(yàn)確定擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)參數(shù)和反應(yīng)活化能,并且分析底物初始濃度、過(guò)硫酸鹽投加量、溫度、初始pH值、過(guò)渡金屬物質(zhì)(Ni2O3、Fe0、Fe2+)投加等因素對(duì)降解效果的影響.

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

雙酚A(＞99.8%,HPLC級(jí)別),購(gòu)自aladdin公司;試驗(yàn)用流動(dòng)相甲醇和乙腈為HPLC試劑,購(gòu)自Sigma公司;硫代硫酸鈉(Na2S2O8)、甲醇(CH3OH)、氫氧化鈉(NaOH)、硫酸(H2SO4,≥98.0%)、三氧化二鎳、(Ni2O3,≥98.0%)、硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O,≥99.0%)、鐵粉(≥98.0%)均為分析純,購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;試驗(yàn)中所用溶液均采用Milli-Q超純水配制.

1.2 試驗(yàn)方法

所有試驗(yàn)均在裝有200mL雙酚A溶液的棕色瓶(帶有瓶塞)內(nèi)進(jìn)行,反應(yīng)器為水浴搖床(SHZ-B型),水浴溫度可設(shè)定,并通過(guò)循環(huán)振蕩保證溶液始終處于完全混合狀態(tài),轉(zhuǎn)速始終保持 120r/min.過(guò)硫酸鈉溶液儲(chǔ)備液在反應(yīng)前30min內(nèi)配制,反應(yīng)前將棕色瓶置于恒溫水浴中預(yù)熱 30min,保證溶液溫度和水浴溫度一致,當(dāng)一定體積的過(guò)硫酸鈉溶液加入棕色瓶時(shí)反應(yīng)開(kāi)始,分別在0、5、10、20、30、45、60min時(shí)通過(guò)注射器取樣1.5mL,并立即經(jīng)0.22mm醋酸纖維膜過(guò)濾頭過(guò)濾,取 0.8mL濾液加至液相瓶,液相瓶中預(yù)先加入 0.2mL甲醇作為淬滅劑,充分振蕩液相瓶保證淬滅完全.試驗(yàn)進(jìn)行 3次取平均值.

1.3 分析方法

采用高效液相色譜法(HPLC)對(duì)雙酚A進(jìn)行定量測(cè)試,采用 Waters e2695液相色譜儀配UV/Vis紫外可見(jiàn)光檢測(cè)器(Waters 2489),色譜柱采用 Waters公司產(chǎn)品 Symmetry C18柱(4.6mm×250mm,5μm),流動(dòng)相采用甲醇(50%)、乙腈(30%)和超純水(20%),流速 1.0mL/min,進(jìn)樣量為50μL,柱溫35℃,檢測(cè)波長(zhǎng)為276nm,檢測(cè)時(shí)間為5min,出峰時(shí)間4.14min.溶液pH值由Mettler Toledo pH計(jì)測(cè)定.

2 結(jié)果與討論

2.1 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型

·SO4-主要通過(guò)一定條件下激活過(guò)一硫酸鹽(HSO5-,PMS)和過(guò)硫酸鹽(S2O82-,PS)生成,常用過(guò)硫酸鹽(S2O82-,PS).S2O82-的標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位為2.01V,其含有過(guò)氧基 O-O,與臭氧電位 2.07V接近[10],氧化性強(qiáng).但過(guò)硫酸鹽性質(zhì)穩(wěn)定,室溫下與有機(jī)物反應(yīng)十分緩慢,因此需要活化過(guò)硫酸鹽生成硫酸根自由基(·SO4-),提高與有機(jī)物反應(yīng)速率.一般激活條件有熱激活、金屬激活、紫外激活、堿激活等[11-13],激活過(guò)程中會(huì)發(fā)生一系列鏈?zhǔn)椒磻?yīng),如下式所示:

當(dāng)水中存在有機(jī)物時(shí),·SO4-能夠氧化有機(jī)物,并發(fā)生上述一系列反應(yīng),產(chǎn)生間接自由基(如·OH、·SO5-和·S2O8-等),使得反應(yīng)動(dòng)力學(xué)較為復(fù)雜.本文用擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)表觀速率常數(shù) kobs來(lái)描述反應(yīng)的表觀速率,反應(yīng)多種活性基團(tuán)綜合結(jié)果,kobs可通過(guò)各活性基團(tuán)的二級(jí)動(dòng)力學(xué)關(guān)系得到:

式中:k''表示各活性基團(tuán)與有機(jī)物反應(yīng)的二級(jí)動(dòng)力學(xué)常數(shù);kother''表示除了·SO4-、·OH和S2O82-外其他活性基團(tuán)(如·SO5-和·S2O8-等)與有機(jī)物反應(yīng)的二級(jí)動(dòng)力學(xué)常數(shù).根據(jù)上式中動(dòng)力學(xué)常數(shù)推斷,其占有比例較小,忽略不計(jì).同時(shí),常溫條件下, S2O82-近乎不與目標(biāo)污染物(雙酚A)發(fā)生反應(yīng),因此擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)式可以簡(jiǎn)化為式(12).

2.2 溫度的影響

在雙酚A初始濃度為0.0876mmol/L(20mg/ L),過(guò)硫酸鈉投加量為 4.38mmol/L,此時(shí)[PS]0: [BPA]0=50:1([PS]0表示過(guò)硫酸鈉初始濃度, [BPA]0表示雙酚A初始濃度,下文同),雙酚A溶液初始pH≈7條件下,考察40、50、60、70℃不同溫度對(duì)雙酚A降解效果的影響.反應(yīng)60min后,擬合各時(shí)間點(diǎn)ln(c/c0)隨t變化關(guān)系如圖1所示.

圖1 溫度對(duì)雙酚A降解過(guò)程的影響Fig.1 Effects on bisphenol A degradation by applied temperature

溫度 40℃時(shí),60min時(shí)雙酚 A去除率僅為2.65%,當(dāng)溫度提高至 50、60、70℃時(shí),去除率提高為19.21%、40.98%、98.38%.表明其他條件一定時(shí),溫度與雙酚A去除率呈正相關(guān),這是由于溫度越高,過(guò)硫酸鈉受熱裂解分子量越多,系統(tǒng)中產(chǎn)生的·SO4

-量越多,同時(shí)溫度上升會(huì)顯著提高自由基與雙酚A之間的二級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)[14],因此去除率提高顯著.

并且在所考察溫度范圍內(nèi),ln(c/c0)與 t均呈現(xiàn)較好的相關(guān)性(R2＞0.97),符合擬一級(jí)動(dòng)力學(xué).溫度為40℃時(shí),表觀速率常數(shù)kobs為4×10-4min-1,溫度升高至50、60、70℃時(shí),相應(yīng)表觀速率常數(shù)kobs為 3.8×10-3、8.7×10-3、7.25×10-2min-1,分別提高了約10、22、180倍,進(jìn)一步說(shuō)明溫度升高有利于雙酚A降解.通過(guò)擬合ln kobs與1/T數(shù)值,得到兩者有較好的線性關(guān)系(R2=0.95),表明熱激活過(guò)硫酸鈉系統(tǒng)降解雙酚A符合阿倫尼烏斯方程,如

式(13)所示

式中:kapp為反應(yīng)速率常數(shù),min-1;A為阿倫尼烏斯常數(shù),kJ/mol;Ea為反應(yīng)激活能,kJ/mol;R為氣體常數(shù)8.314,J(mol·K);T為反應(yīng)絕對(duì)溫度,K.通過(guò)計(jì)算可得,熱激活過(guò)硫酸鈉降解雙酚A的反應(yīng)激活能Ea為146.64kJ/mol.

2.3 過(guò)硫酸鈉投加量的影響

在雙酚A初始濃度為0.0876mmol/L,溫度為50℃,雙酚A溶液初始pH≈7條件下,向200mL反應(yīng)體系中分別投加與底物濃度物質(zhì)的量比為20:1、35:1、50:1、75:1的過(guò)硫酸鈉,考察不同過(guò)硫酸鈉投加量對(duì)降解效果的影響.反應(yīng)60min后,擬合各時(shí)間點(diǎn)雙酚A實(shí)時(shí)濃度與初始濃度比值的對(duì)數(shù)值ln(c/c0)隨時(shí)間t變化關(guān)系如圖2所示.

圖2 過(guò)硫酸鈉投加量對(duì)雙酚A降解過(guò)程的影響Fig.2 Effects on bisphenol A degradation by sodium persulfate dosage

當(dāng)[PS]0:[BPA]0=20:1時(shí),60min時(shí)雙酚A去除率僅為8.57%,該比值增大為35:1、50:1、75:1時(shí),去除率提高為11.37%、18.11%、23.41%,表明其他條件一定時(shí),過(guò)硫酸鈉投加量與雙酚A去除率呈正相關(guān).這是由于過(guò)硫酸鈉投加量增大,體系中活性自由基·SO4-量增大,促進(jìn)了體系中雙酚 A降解,這與Liang等[15]和Deng等[16]研究熱激活過(guò)硫酸鹽降解有機(jī)物的結(jié)論一致.

在所考察過(guò)硫酸鈉投加量范圍內(nèi),ln(c/c0)與t均呈現(xiàn)較好的相關(guān)性(R2＞0.98),符合擬一級(jí)動(dòng)力學(xué).[PS]0:[BPA]0=20:1、35:1、50:1、75:1時(shí),對(duì)應(yīng)的表觀速率常數(shù)kobs分別為1.4×10-3、1.9×10-3、3.4×10-3、4.4×10-3min-1.擬合表觀速率常數(shù) kobs和過(guò)硫酸鈉投加量([PS]0),得如式(14)所示的擬合曲線.

2.4 雙酚A初始濃度的影響

在過(guò)硫酸鈉投加量為 4.38mmol/L,溫度為50℃,雙酚A溶液初始pH≈7條件下,試驗(yàn)配制不同初始濃度為0.0876、0.0657、0.0438、0.0329、0.0219mmol/L的雙酚A溶液200mL,考察不同雙酚A初始濃度對(duì)降解效果的影響.反應(yīng)60min后,擬合各時(shí)間點(diǎn)ln(c/c0)隨t變化關(guān)系如圖3所示.

圖3 雙酚A初始濃度對(duì)雙酚A降解過(guò)程的影響Fig.3 Effects on bisphenol A degradation by initial concentration of bisphenol A

當(dāng)雙酚A初始濃度為0.0876mM時(shí),60min時(shí)雙酚 A去除率為 16.66%,當(dāng)初始濃度為0.0657、0.0438、0.0329、0.0219mM 時(shí),去除率分別為23.65%、41.03%、42.74%、49.98%.表明其他條件一定時(shí),雙酚A初始濃度與雙酚A去除率呈負(fù)相關(guān),這是由于其他條件相同,過(guò)硫酸鈉投加量一定時(shí),體系中·SO4-量理論上是恒定的,因此雙酚A初始濃度越高,能被·SO4-降解相對(duì)比例就越小,去除率越低,這與Deng[16]和Gu[17]等研究熱激活過(guò)硫酸鹽降解有機(jī)物的結(jié)論一致.

并且在所考察的雙酚 A初始濃度范圍內(nèi),ln(c/c0)與 t均呈現(xiàn)較好的相關(guān)性(R2＞0.97),符合擬一級(jí)動(dòng)力學(xué).雙酚 A初始濃度為 0.0876、0.0657、0.0438、0.0329、0.0219mmol/L時(shí),對(duì)應(yīng)的表觀速率常數(shù) kobs為 3.2×10-3、4.4×10-3、7.8×10-3、9.6×10-3、1.15×10-2min-1.擬合表觀速率常數(shù)對(duì)數(shù)值 lnkobs和雙酚 A初始濃度[BPA]0,得如式(15)所示的擬合曲線.

2.5 雙酚A初始pH值的影響

在雙酚A初始濃度為0.0876mmol/L,過(guò)硫酸鈉投加量為 4.38mmol/L([PS]0:[BPA]0=50:1),溫度50℃條件下,考察雙酚A溶液初始pH值為3、5、7、9、11時(shí)對(duì)降解效果的影響,反應(yīng)60min后,擬合各時(shí)間點(diǎn)ln(c/c0)隨t變化關(guān)系如圖4所示.

圖4 雙酚A初始pH值對(duì)雙酚A降解過(guò)程的影響Fig.4 Effects on bisphenol A degradation by initial pH of bisphenol A

雙酚A初始pH值為3、5、7、9、11時(shí),60min時(shí)雙酚A去除率相應(yīng)為14.6%、18.1%、20.2%、24.0%、34.4%.在所試驗(yàn)考察pH范圍內(nèi),ln(c/c0)與 t具有較好的線性關(guān)系(R2＞0.96),符合擬一級(jí)動(dòng)力學(xué).初始pH值為3、5、7、9、11時(shí)對(duì)應(yīng)的表觀速率常數(shù) kobs為 2.7×10-3、3.3×10-3、3.7×10-3、4.6×10-3、6.6×10-3min-1,反應(yīng)速率隨著溶液初始pH值升高而增大.

酸性條件下,水中 H+會(huì)與硫酸根自由基·SO4-反應(yīng)生成活性較弱的·HSO4和 HSO4-,如式16～18所示,·HSO4和HSO4-會(huì)與·SO4

-氧化雙酚A形成競(jìng)爭(zhēng),降低雙酚A的去除率.

堿性條件下,水中 OH-會(huì)與硫酸根自由基·SO4

-反應(yīng)生成·OH,如式19～20所示,羥基自由基·OH(2.8V)較·SO4-(2.6V)氧化還原電位要高,氧化能力更強(qiáng),使得雙酚A去除效率更高,降解效果更好[18-19].

2.6 Ni2O3投加的影響

在雙酚A初始濃度為0.0876mmol/L,過(guò)硫酸鈉投加量為 4.38mmol/L([PS]0:[BPA]0=50:1),溫度 50℃,雙酚 A溶液初始 pH≈7條件下,考察Ni2O3投加和投加量對(duì)雙酚 A降解效果的影響,反應(yīng)各時(shí)間點(diǎn)c/c0隨t變化關(guān)系如圖5所示.

圖5 Ni2O3投加量對(duì)雙酚A降解過(guò)程的影響Fig.5 Effects on bisphenol A degradation by Ni2O3dosage

60min后,未投加Ni2O3時(shí)雙酚A去除率僅有18.7%,當(dāng)投加0.438、0.548、0.876、2.19mmol/L Ni2O3后,雙酚A去除率提高至85.4%、93.8%、99.8%、99.8%(45min),可見(jiàn)投加Ni2O3可以顯著提高雙酚A的降解效率,尤其是初期反應(yīng)速率.

2.7 Fe2+投加的影響

在雙酚A初始濃度為0.0876mmol/L,過(guò)硫酸鈉投加量為 4.38mmol/L([PS]0:[BPA]0=50:1),溫度50℃, 雙酚A溶液初始pH≈7條件下,考察Fe2+投加和投加量對(duì)雙酚A降解效果的影響,反應(yīng)各時(shí)間點(diǎn)c/c0隨t變化關(guān)系如圖6所示.

Fe2+/PS降解雙酚A過(guò)程可以分為快速降解階段(0～5min)和慢速降解階段(5min之后).5min時(shí),未投加Fe2+時(shí)的雙酚A去除率僅0.01%;當(dāng)投加0.438、0.876、2.19、4.38mM Fe2+時(shí),雙酚A去除率增至57.2%、66.0%、87.7%、76.1%,可見(jiàn)投加Fe2+可使雙酚A短時(shí)間降解效率顯著提高,并且最大去除率發(fā)生在[Fe2+]0:[PS]0=1:2條件下,并非[Fe2+]0:[PS]0=1:1條件下.

圖6 Fe2+投加量對(duì)雙酚A降解過(guò)程的影響Fig.6 Effects on bisphenol A degradation by Fe2+dosage

說(shuō)明并非Fe2+投加量越多,雙酚A去除率就越高,過(guò)量的Fe2+會(huì)抑制雙酚A的降解,該結(jié)論與Liang[20-21]等人得出的結(jié)論相符.當(dāng)Fe2+濃度增大時(shí),與S2O82-的碰撞次數(shù)增多,生成更多·SO4-,但高濃度的 Fe2+既可以作為·SO4-的激活劑,又可以作為·SO4-的淬滅劑,抑制降解效果,如式21～22所示.因此當(dāng) Fe2+接近 S2O82-濃度時(shí),降解效果會(huì)先提高后降低.

2.8 Fe0投加的影響

在雙酚A初始濃度為0.0876mmol/L,過(guò)硫酸鈉投加量為 4.38mmol/L([PS]0:[BPA]0=50:1),溫度50℃,雙酚A溶液初始pH≈7條件下,考察Fe0投加和投加量對(duì)雙酚A降解效果的影響,反應(yīng)各時(shí)間點(diǎn)c/c0隨t變化關(guān)系如圖7所示.

60min后,未投加 Fe0時(shí)雙酚 A去除率為19.5%,當(dāng)投加0.438、0.876、2.19、4.38mM Fe0時(shí),雙酚 A去除率增至 92.9%、97.6%、99.8% (45min)、99.8%.可見(jiàn)投加Fe0可以顯著促進(jìn)雙酚A的降解.

圖7 Fe0投加量對(duì)雙酚A降解過(guò)程的影響Fig.7 Effects on bisphenol A degradation by Fe0dosage

目前研究[22-24]表明,在 Fe0/S2O82-體系中,Fe0是作為Fe2+源存在,Fe2+是Fe0/S2O82-體系中最終活化劑,反應(yīng)機(jī)理如式 23～25所示.因此Fe0/S2O82-和 Fe2+/S2O82-體系類似,過(guò)量 Fe0投加會(huì)抑制有機(jī)物降解;同時(shí)因Fe0需先分解為Fe2+,再活化 S2O82-,故降解過(guò)程初期 Fe0/S2O82-較Fe2+/S2O82-體系平穩(wěn),如圖6與圖7中0～10min趨勢(shì)對(duì)比;此外投加相同量Fe0和Fe2+時(shí),Fe0/S2O82-較于Fe2+/S2O82-體系,對(duì)底物雙酚A去除效果更佳,這由于 Fe0能和反應(yīng)產(chǎn)物 Fe3+反應(yīng)再次生成Fe2+,使得體系中活化劑量增大,自由基量增大,反應(yīng)速率加快.

3 結(jié)論

3.1 熱激活過(guò)硫酸鹽產(chǎn)生的硫酸根自由基·SO-4可以氧化雙酚A使其降解,表明該方法能有效降解目標(biāo)物質(zhì),為水中其他內(nèi)分泌干擾物降解提供了一種可行方案.

3.2 熱激活過(guò)硫酸鹽降解雙酚A符合擬一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué).

3.3 其他條件一定時(shí),增加過(guò)硫酸鹽投加量可以加快反應(yīng)速率,提高降解效率,而增加雙酚A初始濃度會(huì)降低反應(yīng)速率,不利于降解.

3.4 提高反應(yīng)溫度,可以顯著加快反應(yīng)速率,本研究中反應(yīng)溫度343K(70℃)時(shí),雙酚A去除效果達(dá)到最佳,其計(jì)算出的反應(yīng)激活能 Ea為146.64kJ/mol.

3.5 酸性條件下,H+與·SO4-反應(yīng)生成活性較弱自由基,與·SO4-形成競(jìng)爭(zhēng),抑制雙酚 A降解;堿性條件下,OH-與·SO4-反應(yīng)生成活性更強(qiáng)的·OH,提高雙酚A降解效率.

3.6 Ni2O3的投加,可以使過(guò)硫酸鹽更迅速、更充分活化生成硫酸根自由基·SO4-,促進(jìn)雙酚A降解,且Ni2O3投加量越大,反應(yīng)速率越快,降解效果越好.

3.7 Fe2+、Fe0的投加,與 Ni2O3投加結(jié)果相似,可以顯著促進(jìn)降解效果;過(guò)量的Fe2+、Fe0不利于污染物的降解.當(dāng)[Fex]0(Fe2+、Fe0):[PS]0=1:2 時(shí),降解效果最佳,[Fex]0:[PS]0比值過(guò)大和過(guò)小,都不能使降解效果達(dá)到最佳;此外 Fe2+和 Fe0投加量相同時(shí),Fe0體系更有利于雙酚A的降解.

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Degradation of bisphenol A in aqueous solution by thermally activated sulfate oxidation.

ZHU Si-rui, GAO Nai-yun*, LU Xian, GUO You-luo
(State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse, Tongji University, Shanghai 200092, China). China Environmental Science, 2017,37(1)：188～194

Thermally activated sulfate was applied to degrade aqueous bisphenol A (BPA) and how some factors affects degradation was investigated, such as substrate concentration, sulfate dosage, applied temperature, initial pH and coexistence of transition metal (Ni2O3、Fe0、Fe2+). Results showed that BPA degradation conformed to pseudo first order reaction kinetics (R2＞0.96) and Arrhenius model (R2＞0.95) by thermally activated sulfate treatment. Besides, apparent rate constant kobswas negatively related to initial substrate concentration and in positive correlation with sulfate dosage, applied temperature and initial pH. Also, the reaction activation energy Eawas calculated to be 146.64kJ/mol. Furthermore, adding transition metals exhibited significant enhancement for BPA degradation and optimal ratio was determined as [Fex]0(Fe2+, Fe0) : [PS]0= 1:2.

bisphenol A；persulfate；thermally activated；dynamics；apparent rate constant

X524

A

1000-6923(2017)01-0188-07

朱思瑞(1993-),男,江西樟樹(shù)人,同濟(jì)大學(xué)市政工程碩士研究生,主要從事給水處理研究.

2016-03-28

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51178321);科技部國(guó)家重大項(xiàng)目(2012ZX07403-001,2012ZX07403-002,2008ZX07421-002);高等教育博士專業(yè)研究基金(20120072110050)

* 責(zé)任作者, 教授, gaonaiyun@sina.com