nZVI-activatedpersulfatecoupledwithFentonoxidationprocessforsulfamethazinedegradation

《nZVI-activated persulfate coupled with Fenton oxidation process for sulfamethazine degradation》是一篇关于高级氧化技术在去除磺胺甲噁唑（Sulfamethazine, SMZ）方面的研究论文。该论文探讨了纳米零价铁（nZVI）活化过硫酸盐与芬顿氧化过程的协同作用，以提高对有机污染物的降解效率。文章通过实验验证了该方法在处理水体中磺胺甲噁唑的有效性，并分析了反应条件对降解效果的影响。

磺胺甲噁唑是一种广泛使用的抗生素，常用于治疗细菌感染。然而，其在环境中的残留会对生态系统和人类健康造成潜在威胁。由于磺胺甲噁唑具有较强的化学稳定性和生物抗性，传统的水处理技术难以有效去除。因此，开发高效的高级氧化技术成为当前的研究热点。

纳米零价铁（nZVI）因其高比表面积、强还原能力和良好的催化性能，在污染物降解领域受到广泛关注。过硫酸盐（PS）是一种常用的氧化剂，能够通过热、光或金属催化剂活化生成高活性的自由基，如硫酸根自由基（SO4^−·）和羟基自由基（·OH）。这些自由基具有极强的氧化能力，可以有效降解多种有机污染物。

芬顿反应是一种经典的高级氧化技术，利用Fe²+与H₂O₂反应生成·OH，从而实现对有机物的氧化降解。然而，传统芬顿反应存在pH范围狭窄、Fe²+易被氧化以及产生大量污泥等问题。为了克服这些缺点，研究人员尝试将芬顿反应与其他氧化体系结合，以提高降解效率并减少副产物。

本文提出了一种新型的复合氧化体系：纳米零价铁活化过硫酸盐与芬顿氧化过程相结合。该方法利用nZVI作为催化剂，同时激活过硫酸盐和芬顿试剂，形成多自由基协同降解机制。实验结果表明，该方法对磺胺甲噁唑的降解率显著高于单一的过硫酸盐活化或芬顿氧化过程。

在实验过程中，研究者通过改变反应条件，如nZVI的投加量、过硫酸盐浓度、H₂O₂用量以及反应时间等，系统地评估了各因素对降解效果的影响。结果表明，当nZVI投加量为0.5 g/L，过硫酸盐浓度为10 mM，H₂O₂浓度为20 mM时，磺胺甲噁唑的降解率达到98%以上。此外，pH值对反应体系也有一定影响，最佳pH范围为3–5。

进一步的研究发现，该复合氧化体系不仅提高了降解效率，还降低了反应所需的能耗和化学品用量。同时，通过电化学分析和自由基捕获实验，证实了反应过程中主要产生了SO4^−·和·OH两种自由基，它们共同作用于磺胺甲噁唑分子，导致其结构破坏和矿化。

该论文还对降解产物进行了分析，采用高效液相色谱（HPLC）和质谱（MS）技术检测了反应后的中间产物。结果表明，磺胺甲噁唑在反应过程中首先发生开环和氧化反应，生成了一系列小分子有机酸和无机离子，最终完全矿化为CO₂和H₂O。

综上所述，《nZVI-activated persulfate coupled with Fenton oxidation process for sulfamethazine degradation》这篇论文提供了一种高效、环保的新型氧化降解技术，适用于处理含有磺胺甲噁唑等难降解有机污染物的废水。该方法不仅具有较高的降解效率，而且操作简便、成本较低，具有广阔的应用前景。