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通过紫外线/亚硫酸盐系统选择性地将饮用水中的亚氯酸盐还原为氯化物:途径、机制和动力学

Chemical Engineering Journal ( IF 13.3 ) Pub Date : 2024-02-14 , DOI: 10.1016/j.cej.2024.149612
Qian Xiao , Yuting Duan , Hongyu Dong , Shuili Yu , Xingli Ji , Guicai Liu , Rongsheng Ning , Mingce Long


基于亚硫酸盐自由基的先进还原工艺 (ARP) 已显示出有效去除亚氯酸盐(二氧化氯消毒的有毒副产品)的前景。然而,亚硫酸根在通过紫外线介导的 ARP 还原亚氯酸盐中的作用被低估了,因为水合电子的卓越还原能力掩盖了这一作用。在这项研究中,我们研究了亚硫酸盐自由基和水合电子在紫外/亚硫酸盐 (UV/S(IV)) 系统中对亚氯酸盐还原的贡献。 UV/S(IV) 系统使用 160 mg/LS(IV) 和 6.0 mW/cm2 的紫外线剂量,在 60 分钟内将去离子水中的 13.5 mg/L 亚氯酸盐几乎完全还原为氯化物。该系统去除亚氯酸盐的一阶速率常数为 0.080 ± 0.006 min−1,比之前的系统快 27 倍。此外,主要基于 EPR 谱和硝酸盐/亚硝酸盐猝灭实验的结果,水合电子和亚硫酸根自由基被确定为主要还原物质。动力学模拟表明,短寿命的水合电子引发了有效的亚氯酸盐还原,而稳定的亚硫酸根在整个过程中选择性地将复杂水基质中的亚氯酸盐分解为氯化物。此外,UV/S(IV) 系统显示出选择性地将实际水中的亚氯酸盐还原为氯化物的潜力,> 81.0 % 在 60 分钟内去除 1.35 mg/L。重要的是,这种还原过程几乎不受共存水成分(例如 HCO3−、SO42−、Cl−、NO3− 和 NO2−)的影响。这项工作照亮了一条在 UV/S(IV) 系统中选择性地将亚氯酸盐选择性还原为氯化物的被忽视的途径。




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更新日期:2024-02-14
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