鎳鐵氧體催化過(guò)硫酸氫鉀對(duì)奧卡西平的降解研究*1

施　周，衣啟航，卜令君

(1. 湖南大學(xué) 土木工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙　410082；2. 湖南大學(xué) 建筑安全與節(jié)能教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙　410082)

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鎳鐵氧體催化過(guò)硫酸氫鉀對(duì)奧卡西平的降解研究*1

施周1,2?，衣啟航1,2，卜令君1,2

(1. 湖南大學(xué) 土木工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙410082；2. 湖南大學(xué) 建筑安全與節(jié)能教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙410082)

摘要：研究了通過(guò)水熱合成法制備的鎳鐵氧體 (NiFe2O4)，催化過(guò)硫酸氫鉀(PMS)產(chǎn)生自由基，在常溫常壓下降解奧卡西平(OXC).采用掃描電子顯微鏡 (SEM)、X射線粉末衍射 (XRD) 及磁滯回線對(duì)鎳鐵氧體催化劑進(jìn)行了表征; 探究了PMS投加量、NiFe2O4投加量以及初始pH對(duì)OXC降解效率的影響，結(jié)果顯示提高PMS和NiFe2O4的投量以及偏中性的初始pH均有利于OXC的降解.通過(guò)投加不同種類的猝滅劑(甲醇和叔丁醇)，證實(shí)了OH·和SO4-·對(duì)OXC的降解起著重要作用, 且SO4-· 的作用更顯著.此外，進(jìn)一步的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)NiFe2O4具有較好的穩(wěn)定性和重復(fù)利用性：經(jīng)6次重復(fù)使用后，NiFe2O4對(duì)OXC的降解效率仍可以維持在88%左右; 并且，PMS/NiFe2O4對(duì)濾后水和原水中的OXC也能進(jìn)行高效催化去除.這些試驗(yàn)結(jié)果表明PMS/NiFe2O4催化氧化體系對(duì)OXC等PPCPs的降解具有良好的應(yīng)用前景.

關(guān)鍵詞：催化氧化；鎳鐵氧體；過(guò)硫酸氫鉀；自由基；奧卡西平

隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展以及人們環(huán)境安全意識(shí)的不斷提高，水體中新興的微量有機(jī)污染物也開(kāi)始進(jìn)入到人們的視野中.藥物和個(gè)人護(hù)理品(pharmaceutical and personal care products，PPCPs)作為一種常見(jiàn)的新興污染物，因其大量生產(chǎn)、廣泛使用以及難以被常規(guī)水處理工藝去除等特性[1]，不斷在地表水[2]、地下水[3]以及處理水[4]中被檢出，危害著人類的健康.奧卡西平(oxcarbazepine，OXC)作為一種典型的PPCP，是一種新型抗癲癇藥物[5].2009年，Ledercq等首次報(bào)道了OXC在污水處理廠的出水中被檢出[6].近年來(lái)，奧卡西平及其同系物的用量日益增加，隨之產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題也逐漸受到了關(guān)注.因此，研究OXC的降解及轉(zhuǎn)化對(duì)于環(huán)境安全問(wèn)題有著十分重要的意義.

高級(jí)氧化(advanced oxidation processes，AOP)是利用生成高活性的自由基(如SO4-·和OH·)來(lái)氧化分解有機(jī)物的一種工藝，具有強(qiáng)氧化性、選擇性小、反應(yīng)速率快以及反應(yīng)條件溫和等特點(diǎn)，其主要包括UV、電解、臭氧氧化和Fenton法等[7].由于SO4-·具有較高的氧化還原電位(2.5～3.1 V)[8]，近年來(lái)，以SO4-·為基礎(chǔ)的高級(jí)氧化已經(jīng)成為難降解有機(jī)物的去除研究熱點(diǎn).SO4-·通常由過(guò)硫酸鹽(persulfate, PS)或過(guò)硫酸氫鹽(peroxymonosulfate，PMS)激發(fā)生成，相比于PS，PMS由于其分子結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱性，更易于被過(guò)渡金屬激發(fā)[9]，但是通常情況下陽(yáng)離子的獲取需要引入大量的陰離子，抑制反應(yīng)的進(jìn)行.鐵氧體(Fe3-XMXO4)作為一種新型磁性材料，具有特殊的表面結(jié)構(gòu)[10]，可以作為PMS的催化劑使用，且不會(huì)引入陰離子.另外，由于其具有一定磁性，具有易回收、可重復(fù)利用的特點(diǎn).本文以O(shè)XC作為目標(biāo)污染物、鎳鐵氧體(NiFe2O4)作為催化劑，探討NiFe2O4投加量、PMS投加量、初始pH、自由基種類對(duì)OXC降解的影響，以及NiFe2O4的重復(fù)利用可行性等，為PMS/NiFe2O4在實(shí)際水處理方面的應(yīng)用提供參考.

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

如無(wú)特殊說(shuō)明，試驗(yàn)所有試劑均為分析純.OXC(C15H12N2O2，純度≥99.9%)和PMS (KHSO5·0.5 KHSO4·0.5K2SO4，純度≥47%)購(gòu)于阿拉丁藥劑公司，甲醇(MeOH，色譜純，純度≥99.9%)購(gòu)于Sigma-Aldrich公司；氯化鎳(NiCl2·6H2O，純度≥98%)、硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O，純度≥99%)、氨水(NH3·H2O，純度≥99%)、乙二醇(純度≥99%)、氫氧化鈉(NaOH，片狀，純度≥96%)、濃硫酸(H2SO4)、無(wú)水乙醇(純度≥99%)、叔丁醇(TBA，純度≥99.9%)均購(gòu)于上海國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司.試驗(yàn)中所有溶液如無(wú)特殊說(shuō)明均由超純水配制.試驗(yàn)中濾后水取自長(zhǎng)沙市第二水廠，水源水取自湘江長(zhǎng)沙段.

1.2NiFe2O4的制備

采用水熱法[11]制備NiFe2O4納米顆粒.稱取1.112 1 g FeSO4·7H2O和0.475 2 g NiCl2·6H2O于250 mL燒杯中，量取60 mL乙二醇和40 mL超純水倒入燒杯中.待完全溶解后，加入4 mL氨水，用磁力攪拌器攪拌1 h.攪拌完成后將混合溶液倒入100 mL水熱高壓反應(yīng)釜中(填充85%左右)，置于180 ℃烘箱中反應(yīng)24 h.反應(yīng)完成后，將反應(yīng)釜中黑色沉積物倒入燒杯中，用乙醇和超純水清洗數(shù)遍.洗凈后，置于60 ℃烘箱中烘干即得到NiFe2O4.

1.3NiFe2O4表征方法

試驗(yàn)中采用了SEM,XRD以及磁滯回線對(duì)NiFe2O4進(jìn)行了表征.其中SEM采用日本JEOL公司的JSM-5600LV型掃描電鏡進(jìn)行分析，XRD采用德國(guó)布魯克公司的D8 ADAVNCE型X射線衍射儀，磁性性能采用美國(guó)Quantum Design公司生產(chǎn)的MPMS-XL-7型超導(dǎo)量子干涉磁測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試.

1.4試驗(yàn)方法

取25 mL預(yù)先配制的80 mol/L的OXC 溶液稀釋至100 mL，并移入100 mL錐形瓶中，隨后將20 mg NiFe2O4,1 mL 的PMS(0.1 mol/L)加入該錐形瓶中，置于恒溫振蕩箱恒溫(25 ℃)振蕩30 min，分別于0 min,5 min,10 min,15 min,20 min,30 min取樣，經(jīng)0.45 μm微孔濾膜濾過(guò)后，取樣1 mL于液相小瓶中待測(cè).液相小瓶中事先裝入100 μL甲醇使反應(yīng)在各取樣時(shí)間點(diǎn)立刻停止.

1.5分析方法

試驗(yàn)中所有OXC樣品濃度均采用高效液相色譜儀(HPLC，Agilent 1260，美國(guó))測(cè)定.使用Symmetry C18柱(150 mm×4.6 mm×5 μm，Agilent，美國(guó))和紫外波長(zhǎng)檢測(cè)器(VWD， Agilent，美國(guó)).檢測(cè)方法：流動(dòng)相中甲醇和超純水的質(zhì)量比為55∶45，流速1.0 mL/min，柱溫35 °C.檢測(cè)波長(zhǎng)λ= 254 nm，計(jì)算方法：分別配制0 mol/L,1 mol/L,5 mol/L,10 mol/L，20 mol/L,30 mol/L,40 mol/L 標(biāo)準(zhǔn)樣品做OXC 的標(biāo)準(zhǔn)曲線(R2=0.999 8)，未知樣品濃度根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算得到.OXC (20 mol/L)回收率為 (95.2±2.1)%.

2結(jié)果與討論

2.1NiFe2O4的表征

圖1(a)為NiFe2O4的SEM結(jié)果，可以看出水熱法制備的NiFe2O4的粒徑大約在3 μm左右，顆粒均勻，且大多數(shù)顆粒形狀為球狀.圖1(b)為NiFe2O4的XRD結(jié)果，衍射峰的強(qiáng)度和相對(duì)位置與標(biāo)準(zhǔn)卡(JCPDS:10-0325)一致，分別位于2θ=18.9°,2θ=30.3°，2θ=35.5°,2θ=61.1°等，且無(wú)其他雜質(zhì)峰出現(xiàn)，可認(rèn)為水熱法制備的NiFe2O4純度較高.NiFe2O4的磁滯回線如圖1(c)所示，表明該催化劑在正反向磁化過(guò)程中磁滯損耗小，不易退磁，可以在外加磁場(chǎng)下進(jìn)行固液分離.

2.2NiFe2O4催化效果的研究

如圖2所示，OXC在1.0 mol/L PMS和0.8 mol/LNiFe2O4催化反應(yīng)條件下，前5 min的去除率可達(dá)到70%，反應(yīng)30 min后總?cè)コ士蛇_(dá)到88%，較單獨(dú)1.0 mol/L PMS的去除效果，可提升85%左右.由于NiFe2O4本身具有一定的光催化特性[12]和吸附性，所以在相同的試驗(yàn)條件下，使用單獨(dú)0.8 mol/L NiFe2O4對(duì)OXC進(jìn)行去除，發(fā)現(xiàn)去除率僅為4%，故本文所有試驗(yàn)可忽略NiFe2O4作為光催化劑和吸附劑所產(chǎn)生的去除效果.另外，據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，過(guò)渡金屬Fe3+,Ni2+也可激發(fā)PMS產(chǎn)生強(qiáng)氧化作用的自由基(如式(1)和式(2)所示)[13]：

Fe3++ HSO5-→Fe2++ SO5-· + H+

(1)

Ni2++ HSO5-→ [NiIII(SO4·)]2++ OH-

(2)

故本研究單獨(dú)使用與NiFe2O4等摩爾量的Fe3+和Ni2+激發(fā)PMS對(duì)OXC 的去除進(jìn)行試驗(yàn)，30 min去除率分別為20%和40%，遠(yuǎn)低于PMS/NiFe2O4體系對(duì)OXC的去除.

(a) SEM圖

2θ/(°)

H/(Oe)

t/min

2.3影響因素的研究

2.3.1PMS投量的影響

在PMS/NiFe2O4體系中，固定NiFe2O4(0.02 g/L)改變PMS的投加量，OXC的去除率如圖3所示.當(dāng)PMS的投加量依次為0.2 mol/L，0.5 mol/L,1.0 mol/L和2.0 mol/L時(shí)，反應(yīng)30 min后，OXC的去除率依次為23%，74%，88%和94%.顯然，當(dāng)PMS 的投加量從0.2 mol/L增至0.5 mol/L時(shí)，OXC的去除率明顯提高，說(shuō)明當(dāng)PMS投加量為0.2 mol/L時(shí)，NiFe2O4表面激發(fā)PMS的位點(diǎn)沒(méi)有被充分利用[14].當(dāng)PMS的投加量從0.5 mol/L進(jìn)一步增加時(shí)，雖然去除率依然有所提高，但提高幅度已經(jīng)有所下降，說(shuō)明NiFe2O4表面激發(fā)PMS的位點(diǎn)已大部分被利用.出于經(jīng)濟(jì)考量，本試驗(yàn)選取1 mol/L PMS為最佳投量.

t/min

2.3.2NiFe2O4投量的影響

在PMS/NiFe2O4系統(tǒng)中，改變NiFe2O4的投加量，OXC的去除率如圖4所示，NiFe2O4的投加量依次為0.4 mol/L,0.6 mol/L,0.8 mol/L和1.0 mol/L，反應(yīng)30 min后，去除率依次為49%，76%，88%和97%.當(dāng)NiFe2O4的投加量從0.4 mol/L增至0.6 mol/L時(shí)，OXC的去除率明顯提高，說(shuō)明當(dāng)NiFe2O4投加量為0.4 mol/L時(shí)，NiFe2O4表面可供PMS利用的總活性位點(diǎn)數(shù)量有限[15].再次增加NiFe2O4的投加量時(shí)，活性位點(diǎn)的數(shù)量也隨之增加，故OXC的去除率也隨之增加，但增加幅度明顯下降.故出于經(jīng)濟(jì)考量，本試驗(yàn)選取0.8 mol/L NiFe2O4為最佳投量.

2.3.3溶液初始pH的影響

溶液初始pH在PMS/NiFe2O4系統(tǒng)中對(duì)OXC的降解影響如圖5所示.從圖中可以看出，當(dāng)pH=7時(shí)，PMS/NiFe2O4系統(tǒng)對(duì)OXC的去除率最高.原因如下：由于PMS在堿性條件下不穩(wěn)定、易分解[16]，故當(dāng)pH>7時(shí)，PMS/NiFe2O4體系的氧化能力降低；又因?yàn)镹iFe2O4的等電點(diǎn)在7左右，當(dāng)溶液初始pH<7時(shí)(小于等電點(diǎn))，NiFe2O4帶負(fù)電，不易于與PMS中HSO5-的接近，降低了自由基的生成效率，從而降低了PMS/NiFe2O4體系的氧化能力.

t/min

t/min

2.4氧化機(jī)理探討

為探討PMS/NiFe2O4體系中的自由基種類及其各自貢獻(xiàn)，本文采用甲醇(MeOH)和叔丁醇(TBA)作為猝滅劑.表1列出了甲醇和叔丁醇與兩種自由基反應(yīng)的二級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)，從中可以看出，甲醇可以作為SO4-·和OH·的有效猝滅劑，而叔丁醇只能有效猝滅OH·.

表1　猝滅劑與自由基反應(yīng)的二級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)

試驗(yàn)結(jié)果(如圖6所示)表明叔丁醇或甲醇存在時(shí)均會(huì)抑制OXC的降解，且甲醇對(duì)OXC降解效率的抑制程度較叔丁醇高，由此可見(jiàn)，甲醇除了猝滅OH·之外，還猝滅了體系中叔丁醇所不能猝滅的SO4-· .根據(jù)此試驗(yàn)結(jié)果不難判斷，在PMS/NiFe2O4體系中SO4-·和OH·同時(shí)存在(如式(3)～(4)所示).

SO4-·+ H2O → OH· + HSO4-

(3)

SO4-· + OH-→ OH· + SO42-

(4)

t/min

t/min

t/min

另外，本文還進(jìn)行了甲醇和叔丁醇不同投加量的試驗(yàn)以確定反應(yīng)體系中起主要作用的自由基，由圖6(c)可以看出，當(dāng)甲醇的投加量逐步升至200 mol/L時(shí)，OXC的去除率從88%快速降至13%，即降低了75%; 其后，隨甲醇投加量的進(jìn)一步的增加至400 mol/L而保持平穩(wěn)，即體系中沒(méi)有自由基在作用；而當(dāng)叔丁醇的投加量緩慢升至400 mol/L時(shí)，OXC的去除率從88%降至56%并維持穩(wěn)定，即降低了32個(gè)百分點(diǎn).由于甲醇同時(shí)猝滅了SO4-·和OH·而叔丁醇只能猝滅OH·，由此確定試驗(yàn)條件下，OH·對(duì)OXC的去除貢獻(xiàn)為32個(gè)百分點(diǎn)，而SO4-·對(duì)OXC的去除貢獻(xiàn)為75-32=43個(gè)百分點(diǎn).所以，PMS/NiFe2O4體系中SO4-·起主要作用.

2.5NiFe2O4循環(huán)利用

相比于金屬離子和金屬氧化物，NiFe2O4除了在催化效果上的優(yōu)勢(shì)外，其所帶磁性(如圖1(c)所示)使其具有易回收利用的特點(diǎn).因此，本文進(jìn)行了NiFe2O4循環(huán)利用的試驗(yàn)：在每次反應(yīng)完成之后，將催化劑取出并用超純水洗滌數(shù)次至洗液pH為中性，再進(jìn)行重復(fù)使用.如圖7所示，在進(jìn)行了6次連續(xù)的循環(huán)使用之后，PMS/NiFe2O4體系30 min對(duì)OXC的去除率仍能達(dá)到88%左右，催化劑并無(wú)明顯損耗.試驗(yàn)結(jié)果證明該催化劑可以重復(fù)利用.

重復(fù)次數(shù)/次

2.6實(shí)際水體中的應(yīng)用

為進(jìn)一步探討PMS/NiFe2O4體系在實(shí)際應(yīng)用中的可能性，本文將奧卡西平溶于濾后水、水源水中，與超純水配制的溶液進(jìn)行對(duì)比.3種水源各自的水質(zhì)指標(biāo)及奧卡西平去除率如表2所示.可以看出，PMS/NiFe2O4體系在超純水、濾后水和水源水中對(duì)奧卡西平30 min的去除率依次為88%,74%和59%.顯然，在實(shí)際水體中，奧卡西平的降解受到了一定抑制.這很可能是實(shí)際水體中大量存在的天然有機(jī)物和無(wú)機(jī)離子與水中奧卡西平競(jìng)爭(zhēng)自由基的結(jié)果.但值得一提的是，即使受到了抑制，PMS/NiFe2O4體系對(duì)水中奧卡西平的去除仍能保持較高的效率，表明其作為一種奧卡西平的水處理工藝對(duì)實(shí)際水體仍行之有效.

表2　3種水體的水質(zhì)指標(biāo)和奧卡西平去除率

3結(jié)論

1)單獨(dú)使用NiFe2O4和PMS對(duì)奧卡西平均無(wú)明顯去除效果，PMS/NiFe2O4體系能夠有效降解水中奧卡西平；

2)對(duì)于PMS/NiFe2O4體系，較高的PMS和NiFe2O4投量以及偏中性的初始pH更有利于奧卡西平的降解；

3)在PMS/NiFe2O4體系對(duì)奧卡西平的降解過(guò)程中，SO4-·和OH·均發(fā)揮重要作用，且SO4-·作用更顯著；

4)水熱合成法制備的NiFe2O4催化劑具有較高的穩(wěn)定性和重復(fù)利用性，其對(duì)于濾后水和水源水等實(shí)際水體中的奧卡西平的仍能高效降解.上述事實(shí)表明PMS/NiFe2O4體系可為PPCPs的降解去除提供一種可行的新途徑.

參考文獻(xiàn)

[1]MAGUREANU M, MANDACHE N B, PARVULESCU V I. Degradation of pharmaceutical compounds in water by non-thermal plasma treatment [J]. Water Research, 2015, 81: 124-136.

[2]KASPRZYK-HORDERN B, DINSDALE R M, GUWY A J. The occurrence of pharmaceuticals, personal care products, endocrine disruptors and illicit drugs in surface water in South Wales, UK [J]. Water Research, 2008, 42(13): 3498-3518.

[3]HERBERER T, STAN H J. Determination of clofibric acid and N-(phenylsulfonyl) sarcosine in sewage, river and drinking water [J]. International Journal of Environmental Analytical Chemistry, 1997, 67:113-124.

[4]BOYD G R, REEMTSMA H, GRIMM D A,etal. Pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) in surface and treated waters of Louisiana, USA and Ontario, Canada [J]. Science of the Total Environment, 2003, 311(1/3): 135-149.

[5]EMRICH H M, DOSE M, VON Z D. The use of sodium valproate, carbamazepine and oxcarbazepine in patients with affective disorders [J]. Journal of Affective Disorders, 1985, 8(3): 243-250.

[6]LEDERCQ M, MATHIEU O, ELENA G,etal. Presence and fate of carbamazepine, oxcarbazepine, and seven of their metabolites at wastewater treatment plants [J]. Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 2009, 56(1/3): 408-415.

[7]ANDREOZZI R, CAPRIO V, INSOLA A,etal. Advanced oxidation processes (AOP) for water purification and recovery [J]. Catalysis Today, 1999, 53(1):51-59.

[8]NETA P, HUIE R E, ROSS A B. Rate constants for reactions of inorganic radicals in aqueous solution [J]. Journal of Physical and Chemical Rerference, 1988, 17(3): 1027-1284.

[9]GUAN Ying-hong, MA Jun, REN Yue-ming,etal. Efficient degradation of atrazine by magnetic porous copper ferrite catalyzed peroxymonosulfate oxidation via the formation of hydroxyl and sulfate radicals [J]. Water Research, 2013, 47(14):5431-5438.

[10]WEI Gao-ling, LIANG Xiao-liang, HE Zi-sen,etal. Heterogeneous activation of Oxone by substituted magnetites Fe3-XMXO4(Cr, Mn, Co, Ni) for degradation of Acid Orange II at neutral pH [J]. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 2015, 398: 86-94.

[11]DENG Lin, SHI Zhou, PENG Xiao-xu. Adsorption of Cr(VI) onto a magnetic CoFe2O4/MgAl-LDH composite and mechanism study [J]. RSC Advances, 2015, 61(5):49791-49801.

[12]PENG Tian-you, ZHANG Xiao-hu, LV Hong-jin,etal. Preparation of NiFe2O4nanoparticles and its visible-light-driven photoactivity for hydrogen production [J]. Catalysis Communications, 2012, 28:116-119.

[13]ANIPSITAKIS G P, DIONYSIOU D D. Radical generation by the interaction of transition metals with common oxidants [J]. Environmental Science & Technology, 2004, 38(13): 3702-3705.

[14]DENG Jing, SHAO Yi-sheng, GAO Nai-yun,etal. CoFe2O4magnetic nanoparticles as a highly active heterogeneous catalyst of oxone for the degradation of diclofenac in water [J]. Journal of Hazardous Materials, 2013, 262: 836-844.

[15]REN Yue-ming, DONG Qing, FENG Jing,etal. Magnetic porous ferrospinel NiFe2O4: A novel ozonation catalyst with strong catalytic property for degradation of di-n-butyl phthalate and convenient separation from water [J]. Journal of Colloid and Interface Science, 2013, 382: 90-96.

[16]RASTOGI A, ALABED S R, DIONYSIOU D D,etal. Sulfate radical-based ferrous-peroxymonosulfate oxidative system for PCBs degradation in aqueous and sediment systems [J]. Applied Catalysis B-Environmental, 2009, 85(3/4): 171- 179.

[17]XIE Peng-chao, MA Jun, LIU Wei,etal. Removal of 2-MIB and geosmin using UV/persulfate: Contributions of hydroxyl and sulfate radicals [J]. Water Research, 2015, 69: 223-233.

Catalyzing Peroxymonosulfate by NiFe2O4for Oxcarbazepine Degradation

SHI Zhou1,2?,YI Qi-hang1,2，BU Ling-jun1,2

(1.College of Civil Engineering, Hunan Univ, Changsha, Hunan410082, China; 2. Key Laboratory of Building Safety and Energy Efficiency, Ministry of Education, Hunan Univ, Changsha, Hunan410082, China)

Abstract:A novel catalyst, nikel ferrite (NiFe2O4), was prepared via hydrothermal synthesis method, and successfully used to activate peroxymonosulfate for degradation of oxcarbazepine (OXC). The catalyst was characterized by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffractometry (XRD), and magnetic hysteresis loops.The effects of NiFe2O4dosage, peroxymonosulfate dosage, and initial pH on the OXC degradation were investigated.The experimental results indicated that high NiFe2O4and peroxymonosulfate dosages, neutral initial pH enhanced the degradation efficiency. Furthermore, by adding different radical scavengers (TBA and MeOH), hydroxyl radical (OH·) and sulfate radical (SO4-·) were identified to be responsible for OXC degradation and SO4-·made the predominant contribution. Besides, NiFe2O4could retain high degradation efficiency around 88% even after being reused for six times. The catalytic oxidation of OXC in filtrate and raw water with PMS/ NiFe2O4system was also effective. All results suggest that oxidation of PPCPs such as OXC using PMS/ NiFe2O4system has a promising application potential.

Key words:catalytic oxidation; NiFe2O4; peroxymonosulfate; free radical; oxcarbazepine

文章編號(hào)：1674-2974(2016)06-0124-06

收稿日期：2015-10-26

基金項(xiàng)目：“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃資助項(xiàng)目(2012BAJ24B03)

作者簡(jiǎn)介：施周(1961-)，男，江西南昌人，湖南大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師 ?通訊聯(lián)系人，E-mail:zhous61@163.com

中圖分類號(hào)：X522

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A