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为解决污泥基活性炭(SAC)分离回收难题,本课题以SAC为基质,以铁氧化物为磁源,采用共沉淀法制备了铁磁污泥基活性炭(FMSAC),并对其结构进行了表征;同时,探究在非均相催化臭氧氧化中,FMSAC作为催化剂,催化臭氧氧化去除水中有机污染物的效能(选取对氯苯甲酸—p-CBA为探针药物),并对FMSAC催化臭氧氧化去除p-CBA的影响因素和催化反应机制进行了研究探讨。比表面积与孔径分布(BET)测定结果表明,赋磁后FMSAC的比表面积较SAC基本没有变化,铁磁物质的负载增加了 SAC的平均孔径。X射线衍射仪(XRD)及X射线光电子能谱分析仪(XPS)分析结果表明,铁磁物质的负载没有破坏SAC原本具备的孔隙结构及表面特性,且增加了其表面金属组分的含量,有助于提升其催化活性。振动样品磁强计(VSM)磁性分析结果表明,FMSAC具备良好的磁分离性能,可通过磁铁进行快速分离。FMSAC催化臭氧氧化去除p-CBA试验结果表明,不同铁负载量的FMSAC具有不同的催化臭氧氧化去除p-CBA效能,当铁负载量增加至2.3 wt%时,2.3wt%-FMSAC催化臭氧氧化去除p-CBA的效果最佳,去除率达到了 80%,继续增加铁氧化物负载量至9.5 wt%时,p-CBA去除率反而下降至64%。分析认为,过多的铁氧化物负载在FMSAC表面时会出现团聚现象,进而影响其催化活性。FMSAC催化臭氧氧化去除p-CBA的影响因素试验结果表明,当臭氧投加量为1 mg/L、2.3wt%-FMSAC催化剂投加量为40mg/L、p-CBA初始浓度为1 mg/L、反应时间为40 min时,p-CBA去除效果最佳。重复性试验结果表明,2.3wt%-FMSAC催化剂重复使用6次后仍具备良好的催化活性。叔丁醇(TBA)抑制试验结果表明,羟基自由基在FMSAC催化臭氧氧化过程中起主要作用。通过对比不同改性FMSAC催化臭氧氧化去除p-CBA的效能,发现FMSAC表面金属组分和碱性官能团是其主要的催化反应活性位点。通过电子顺磁共振波谱仪(EPR)分析和FMSAC吸附去除对硝基苯酚(PNP)试验结果表明,FMSAC表面存在持久性有机大分子自由基(EPFRs),可能对其催化氧化去除有机物过程有一定影响。在臭氧投加量为1 mg/L,催化剂投加量为40 mg/L条件下,反应40 min后,过渡金属掺杂铁磁污泥基活性炭(T-FMSAC,T=Mn,Co,Cu)中,100:1 Mn-FMSAC催化活性最高,催化臭氧氧化p-CBA的去除率为76%。该反应过程中起主要去除贡献的活性物种为羟基自由基。