Novel catalytic ceramic membranes anchored with MnMe oxide and their catalytic ozonation performance towards atrazine degradation

新型氧化锰催化陶瓷膜及其臭氧氧化降解阿特拉津的性能研究

Novel catalytic ceramic membranes anchored with MnMe oxide and their catalytic ozonation performance towards atrazine degradation

Yuan He a, Liangjie Wang a b, Zhan Chen a, Xia Huang a, Xiaomao Wang a, Xiaoyuan Zhang a, Xianghua Wen a

a清华大学环境学院，北京100084

b中国环境科学研究院环境标准与风险评价国家重点实验室，北京100012

突出

•成功制备了MnMe氧化物（Me = Fe， Co， Ce）浸渍的新型催化陶瓷膜。

•由于Ce产生的氧空位，MnCe-CM的莠去津去除率很高3+/CE4+和 Mn2+/锰3+.

•由于高比表面积和密闭空间，整个膜的催化臭氧化非常有效。

•测定了阿特拉津的转化途径及其产物的生物毒性。

摘要

本研究通过氧化还原反应将MnMe氧化物(Me = Fe, Co, Ce)原位包埋在膜表面和微孔内，制备新型催化陶瓷膜。考察了膜过滤和催化臭氧氧化对阿特拉津的协同降解作用。在四种膜中，由于Ce3+/Ce4+和Mn2+/Mn3+形成的氧空位，mce - cm在40 min内对阿特拉津的去除率达到99.99%。随后选择mce - cm进行优化操作，臭氧浓度为0.8 mg/min, pH为7。由于催化剂成功地包埋在mce - cm的表面和微孔内，催化臭氧化在微孔内和表面同时发生。高比表面提供了足够的反应位点，而密闭的空间又有利于•OH与反应物的接触，证明了微孔表面和微孔内部的反应是非常有效的。此外，根据鉴定出的副产物，提出了阿特拉津的降解途径。分别采用密度泛函理论(DFT)和毒性评估软件(T.E.S.T)计算反应位点和生物毒性评价。本研究提出了一种具有过滤和催化臭氧化双重功能的新型MnCe-CM，并概述了分离和催化臭氧化的协同效应。

使用臭氧分析仪为(3S-J5000, Tonglin Technology, China)

来源：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0376738822001090