【期刊】腐殖酸和吐温-80对微米镍铁/多氯联苯体系的传质调控研究

腐殖酸和吐温-80 对微米镍铁/多氯联苯体系的传质调控研究

引用格式：吕贵方, 吴颖欣, 董长勋, 卢阳, 周玥, 曾文军, 吴文成, 2022. 腐殖酸和吐温-80 对微米镍铁/多氯联苯体系的传质调控研究[J]. 生态环境学报, 31(7): 1456-1464.

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文章亮点

  1   HA和Tween-80均显著抑制Ni/Fe降解PCB-99，两者的质量浓度越高，抑制作用越显著，且这种作用是通过影响传质过程实现的。

  2   HA通过覆盖Ni/Fe表面的反应位点、竞争吸附位点和增溶作用影响PCB-99的传质过程，导致PCB-99的降解率下降。

  3   Tween-80通过增流作用和增溶作用影响PCB-99的传质过程，导致PCB-99的降解率下降。

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导读

       多氯联苯（PCBs）向铁基材料表面传输的过程（即传质过程）是铁基材料降解 PCBs 的关键途径。腐殖酸（HA）和表面活性剂吐温-80（Tween-80）能够通过改变传质过程来影响 PCBs 的降解而被广泛关注，但关于两者改变传质过程差异性及其机制的报道较少。通过制备微米镍铁（Ni/Fe）颗粒，探究不同质量浓度 HA（10、50、100 mg·L⁻¹）和 Tween-80[1、25、500 倍临界胶束浓度 (CMC)]对 Ni/Fe 降解水溶液中 2, 2′, 4′, 4′, 5-五氯联苯（PCB-99）的影响，通过体系中 PCB-99、HA 和Tween-80 的固液分配来解析两者改变传质过程的机制与差异。该研究可为持久性有机卤代烃的降解提供科学依据。 

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数据图表

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结论

（1）PCB-99 的降解过程符合准二级动力学模型，体系中 HA 和 Tween-80 均抑制 Ni/Fe 降解水溶液中的 PCB-99，且质量浓度越高，抑制作用越强。HA 和 Tween-80 的抑制作用均是通过阻碍传质过程实现的，但两者的影响机制存在差异。 

（2）HA 通过吸附在 Ni/Fe 表面，覆盖反应位点，阻碍 Ni/Fe 接触 PCB-99，导致降解平衡时固相上未被降解的 PCB-99 占初始加入量的 45.33%—49.48%；同时，HA 具有一定的增溶作用，导致降解平衡时液相中 PCB-99 占初始加入量的 6.29%—27.12%，最终 PCB-99 的降解率为 23.85%—44.23%。

（3）Tween-80 则通过增流和增溶作用影响PCB-99 的传质过程。Tween-80 能够吸附在 Ni/Fe 表面，降低界面张力，提高 PCB-99 的流动性，导致传质效率下降；而当液相中的 Tween-80 质量浓度超过 CMC 时则形成胶束，将 PCB-99 包裹于胶束的疏水核中，导致液相中 PCB-99 的质量分数从对照组的 0%升至初始加入量的 45.74%—56.01%，最终PCB-99 的降解率为 26.70%—45.77%。 

相关文献

 [1]    阎洁, 余雪巍, 李鉴博, 顾海萍, 郭二辉. 一株菲降解细菌产生生物表面活性剂特性的研究[J]. 生态环境学报, 2021, 30(8): 1683-1694.    

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