Avec le développement rapide de l’industrialisation, la pollution de l’eau devient de plus en plus grave. La méthode traditionnelle de traitement de l'eau ne peut pas éliminer efficacement les polluants organiques, c'est pourquoi une technologie d'oxydation avancée est devenue une solution possible.
En tant qu'oxydant chimique potentiel, le permanganate (KMnO4 ) a été largement étudié pour la décontamination de l’eau en raison de sa grande efficacité, de sa rentabilité et de sa grande stabilité. Cependant, la faible stabilité et le potentiel d'oxydation limité (1,68 V) du KMnO4 restreindre ses applications.
Pour surmonter ces problèmes, les chercheurs ont essayé diverses approches innovantes pour augmenter la réactivité du KMnO4 . Malheureusement, en raison de l'ajout de produits chimiques toxiques et coûteux et de l'apparition de pollutions secondaires, ces voies entravent fortement les progrès scientifiques du KMnO4 l'oxydation vers des applications pratiques. Ces dernières années, les matériaux carbonés sans métal, en particulier les nanotubes de carbone (CNT), sont apparus comme un additif intéressant au KMnO4. oxydation en raison de leur respect de l'environnement.
Les CNT sont un excellent médiateur de transfert d'électrons et ont été prouvés comme un « pont » pour faciliter la délivrance d'électrons des molécules organiques (donneurs d'électrons) vers le persulfate (accepteurs d'électrons). Cela peut conduire à une décomposition oxydative des contaminants organiques (CO), plutôt qu'à une conversion du KMnO4 aux espèces réactives de manganèse.
Afin de surmonter la limitation du transfert de masse, des chercheurs de l'Université de Donghua et de l'Institut de technologie de Harbin ont conçu et établi un système KMnO4 à flux continu. /Système CNT.
Cette étude intitulée « Aperçu des mécanismes de transfert d'électrons de l'activation du permanganate par membrane de nanotubes de carbone pour une dégradation améliorée des micropolluants » a été publiée en ligne dans Frontiers of Environmental Science &Engineering. .
Dans cette étude, l'équipe de recherche a conçu une membrane catalytique en NTC pour le KMnO4 activation vers une dégradation accrue des micropolluants. L'effet de traitement du système a été optimisé en sélectionnant les paramètres de fonctionnement appropriés.
L'analyse des données expérimentales et des calculs théoriques a révélé le mécanisme de réaction et comparé l'efficacité d'utilisation du permanganate dans différents systèmes. De plus, grâce à des méthodes analytiques avancées, les voies de dégradation des substances cibles ont été révélées et la toxicité des intermédiaires a été évaluée.
Leurs résultats ont révélé que le flux KMnO4 Le système /CNT a surpassé les réacteurs discontinus conventionnels. Dans des conditions optimales, une élimination> 70 % (équivalent à un flux d'oxydation de 2,43 mmol/[h·m 2 ]) d'une solution de sulfaméthoxazole (SMX) à 80 μmol/L peut être obtenue en mode simple passage.
L'analyse expérimentale et les études DFT ont vérifié que les CNT pouvaient assurer le transfert direct d'électrons des molécules organiques vers KMnO4. , ce qui entraîne une efficacité d'utilisation élevée de KMnO4 .
De plus, le KMnO4 Le système /CNT présentait une réutilisabilité exceptionnelle et les CNT pouvaient maintenir une réactivité de longue durée, ce qui servait de stratégie verte pour l'assainissement des micropolluants de manière durable. Cette étude n’a pas seulement démontré l’application potentielle des NTC en tant que support électronique dans les processus d’oxydation avancés. De plus, la conception du système était robuste et efficace et offrait une nouvelle solution pour la réhabilitation de l'environnement vert.
Plus d'informations : Xufang Wang et al, Aperçu des mécanismes de transfert d'électrons de l'activation du permanganate par la membrane des nanotubes de carbone pour une dégradation améliorée des micropolluants, Frontiers of Environmental Science &Engineering (2023). DOI :10.1007/s11783-023-1706-0
Fourni par Higher Education Press
