本發(fā)明涉及地下水污染治理，具體涉及一種基于電化學(xué)手段評(píng)價(jià)地下水基質(zhì)對(duì)tmac/paa體系中電子轉(zhuǎn)移影響的方法。

背景技術(shù)：

1、地下水污染是當(dāng)前環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的重要問(wèn)題之一，其中，有機(jī)污染物的去除尤為關(guān)鍵。

2、磺胺甲惡唑(smx)是一種典型的藥物活性化合物，易通過(guò)人類生產(chǎn)活動(dòng)直接或間接進(jìn)入地下水系統(tǒng)中，且具有不易降解、在水體中持久性高等特點(diǎn)。近年來(lái)，高級(jí)氧化技術(shù)備受關(guān)注，被認(rèn)為是處理smx的有效手段，但傳統(tǒng)高級(jí)氧化技術(shù)仍無(wú)法使smx得到有效降解。

3、過(guò)氧乙酸(paa)作為一種強(qiáng)氧化劑，對(duì)不同有機(jī)物的去除有較高的選擇性，具有易活化、ph適用范圍寬、產(chǎn)生毒副產(chǎn)物較少等優(yōu)點(diǎn)，在地下水中新污染物去除方面展現(xiàn)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和廣闊的應(yīng)用前景。由于碳質(zhì)材料具有高比表面積、官能團(tuán)豐富、易改性等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)逐漸成為地下水中活化paa降解有機(jī)微污染物的一種新興催化劑。

4、此外，碳材料的制作成本低，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和重復(fù)利用性好，可以規(guī)避紫外線活化的高能耗以及金屬活化等的二次污染問(wèn)題。由于未改性的碳質(zhì)材料催化劑表面穩(wěn)定性較差，同一材質(zhì)下的碳質(zhì)材料催化劑表現(xiàn)出催化性能的差異性。然而，地下水基質(zhì)復(fù)雜多變，對(duì)paa的活化效果及電子轉(zhuǎn)移過(guò)程產(chǎn)生顯著影響。

5、現(xiàn)有技術(shù)中，缺乏一種直接、高效評(píng)價(jià)地下水基質(zhì)對(duì)碳材料活化paa體系中電子轉(zhuǎn)移過(guò)程影響的方法。本發(fā)明提供了一種電化學(xué)方法，評(píng)價(jià)地下水基質(zhì)對(duì)于碳材料活化paa體系中電子轉(zhuǎn)移過(guò)程的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是：基于上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于電化學(xué)手段評(píng)價(jià)地下水基質(zhì)對(duì)tmac/paa體系中電子轉(zhuǎn)移影響的方法。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面提供一種基于電化學(xué)手段評(píng)價(jià)地下水基質(zhì)對(duì)tmac/paa體系中電子轉(zhuǎn)移影響的方法，該方法包括以下步驟：

3、以負(fù)載熱改性活性炭材料的泡沫鎳、鉑電極為工作電極，以硫酸鈉為電解質(zhì)，加入樣品溶液，連接電化學(xué)工作站，加入paa溶液和smx儲(chǔ)備液，監(jiān)測(cè)反應(yīng)過(guò)程中電子轉(zhuǎn)移，并采用開路電壓法驗(yàn)證所述樣品溶液中基質(zhì)對(duì)tmac-paa*的影響，再采用線性掃描伏安法驗(yàn)證所述樣品溶液中基質(zhì)對(duì)tmac/paa體系中電子轉(zhuǎn)移的影響；

4、所述基質(zhì)包括ph、陰離子、腐植酸。

5、優(yōu)選情況下，所述熱改性活性炭材料為tmac。

6、根據(jù)一種特別優(yōu)選的具體實(shí)施方式，所述負(fù)載熱改性活性炭材料的泡沫鎳通過(guò)包括以下步驟的方法得到：

7、s1：將尺寸為1mm×10mm×20mm的泡沫鎳加入至10wt％小蘇打溶液中，煮30min，以去除泡沫鎳表面的油脂，再浸入濃度6.0mol/l的鹽酸中，超聲處理10min，以去除泡沫鎳表面的氧化層，取出，浸泡在去離子水中，超聲水浴20min，用丙酮洗滌；

8、s2：將1～100mg?tmac分散在10～500μl異丙酮中，超聲處理15min，再加入10～500μl濃度為5wt％全氟化樹脂，超聲處理25min，得到催化劑漿料；

9、s3：將催化劑漿料均勻涂抹在步驟s1所得泡沫鎳的表面，放入烘箱干燥18h，待用。

10、優(yōu)選地，所述樣品溶液的ph值范圍為3～11。

11、優(yōu)選地，采用濃度為0.1mmol/l的naoh溶液、濃度為0.1mmol/l的hno3溶液調(diào)節(jié)ph。

12、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述樣品溶液中含有cl-和hco3-。

13、優(yōu)選地，所述樣品溶液中含有濃度為0～50mg/l的腐植酸。

14、優(yōu)選地，加入paa溶液，使所述paa溶液在混合溶液中濃度為0.26mmol/l。

15、優(yōu)選情況下，加入smx儲(chǔ)備液，使所述smx儲(chǔ)備液在混合溶液中濃度為20mg/l。

16、更優(yōu)選地，從連接電化學(xué)工作站開始計(jì)時(shí)，第150s或200s時(shí)，加入paa溶液。

17、優(yōu)選地，從連接電化學(xué)工作站開始計(jì)時(shí)，第700s或1500s時(shí)，加入smx儲(chǔ)備液。

18、本發(fā)明提供的方法至少具有以下有益效果：

19、(1)本發(fā)明提供的方法通過(guò)電化學(xué)手段能直接觀測(cè)地下水基質(zhì)對(duì)碳材料活化paa體系中電子轉(zhuǎn)移過(guò)程的影響，有助于揭示不同水質(zhì)條件下paa活化效率的差異。

20、(2)本發(fā)明提供的方法無(wú)需額外添加大量化學(xué)物質(zhì)，減少了二次污染，處理成本低，對(duì)環(huán)境友好。

21、(3)本發(fā)明提供的方法具有高度的靈敏性和精確性，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)并記錄電子轉(zhuǎn)移過(guò)程中的關(guān)鍵參數(shù)，為評(píng)價(jià)地下水基質(zhì)對(duì)碳材料活化paa體系中電子轉(zhuǎn)移過(guò)程的影響提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。

22、(4)本發(fā)明提供的方法不僅適用于地下水環(huán)境有機(jī)污染物降解處理過(guò)程，還可拓展至工業(yè)廢水處理等領(lǐng)域，具有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)特征：

1.一種基于電化學(xué)手段評(píng)價(jià)地下水基質(zhì)對(duì)tmac/paa體系中電子轉(zhuǎn)移影響的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述熱改性活性炭材料為tmac。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述負(fù)載熱改性活性炭材料的泡沫鎳通過(guò)包括以下步驟的方法得到：

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述樣品溶液的ph值范圍為3～11；

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述樣品溶液中含有cl-和hco3-。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述樣品溶液中含有濃度為0～50mg/l的腐植酸。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，加入paa溶液，使所述paa溶液在混合溶液中濃度為0.26mmol/l。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，加入smx儲(chǔ)備液，使所述smx儲(chǔ)備液在混合溶液中濃度為20mg/l。

9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，從連接電化學(xué)工作站開始計(jì)時(shí)，第150s或200s時(shí)，加入paa溶液。

10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，從連接電化學(xué)工作站開始計(jì)時(shí)，第700s或1500s時(shí)，加入smx儲(chǔ)備液。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及地下水污染治理技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種基于電化學(xué)手段評(píng)價(jià)地下水基質(zhì)對(duì)TMAC/PAA體系中電子轉(zhuǎn)移影響的方法。該方法包括以下步驟：以負(fù)載熱改性活性炭材料的泡沫鎳、鉑電極為工作電極，以硫酸鈉為電解質(zhì)，加入樣品溶液，連接電化學(xué)工作站，加入PAA溶液和SMX儲(chǔ)備液，監(jiān)測(cè)反應(yīng)過(guò)程中電子轉(zhuǎn)移，并采用開路電壓法驗(yàn)證所述樣品溶液中基質(zhì)對(duì)TMAC?PAA*的影響，再采用線性掃描伏安法驗(yàn)證所述樣品溶液中基質(zhì)對(duì)TMAC/PAA體系中電子轉(zhuǎn)移的影響；所述基質(zhì)包括pH、陰離子、腐植酸。本發(fā)明提供的方法具有高度的靈敏性和精確性，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)并記錄電子轉(zhuǎn)移過(guò)程中的關(guān)鍵參數(shù)，為評(píng)價(jià)地下水基質(zhì)對(duì)碳材料活化PAA體系中電子轉(zhuǎn)移過(guò)程的影響提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。

技術(shù)研發(fā)人員：代朝猛,李思,楊少林,萬(wàn)羅超,李質(zhì),買買提江·買斯德克
受保護(hù)的技術(shù)使用者：同濟(jì)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6