紫外/过氧乙酸作为一种新兴的高级氧化技术,能产生羟基自由基和有机自由基等活性物种。然而,其在中性pH下的效能和自由基产率仍有提升空间。将微量亚铁离子引入该体系,可以构成类芬顿反应:亚铁离子催化过氧乙酸分解产生有机自由基和羟基自由基,自身被氧化为三价铁离子。在紫外光照射下,过氧乙酸及其分解产物会与三价铁离子形成具有光化学活性的络合物。这些络合物在紫外光下发生分子内电子转移,将三价铁离子重新还原为亚铁离子,同时产生额外的有机自由基。这一光化学过程完美地解决了传统芬顿反应中亚铁离子不可持续和三价铁离子累积的瓶颈。
本研究系统评估了该体系在近中性pH下对卡马西平的降解效能。结果表明,该体系对卡马西平的降解速率常数是相同条件下UV/H₂O₂/Fe²⁺体系的2.8倍。通过添加特异性的自由基淬灭剂和探针化合物,定量分析了各活性物种的贡献,发现羟基自由基和有机自由基是降解卡马西平的主要物种。紫外-可见吸收光谱证实了Fe³⁺-羧酸络合物的生成及其光解过程。该体系在含有高浓度氯离子和碳酸氢根的复杂水体中,仍保持较高的降解率,展现了优越的抗干扰性能,这得益于有机自由基对背景物质较低的敏感性。
消毒副产物的生成分析显示,该体系产生的卤代消毒副产物总量远低于含氯的UV/Cl₂/Fe²⁺体系。处理后的溶液对费氏弧菌的急性毒性显著降低。该研究证实,UV/PAA/Fe²⁺是一种能在近中性pH下高效运行、抗干扰能力强、且二次污染风险低的新型光芬顿技术,在药物废水深度处理和水环境修复中具有广阔的应用前景。
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