Advanced Oxidation Processes for Wastewater Purification
用于废水净化的高级氧化工艺
随着环境污染物如抗生素、有机染料、农药和重金属离子等不断被排放至水体，水环境危机日益加剧，水资源短缺问题也日益凸显，对人类社会构成挑战。为了应对这些挑战，科学家们已经开发出多种新兴的水净化和处理技术，包括膜过滤、吸附、化学氧化、催化降解和生物技术等。在这些技术中，高级氧化工艺 (AOPs) 因其高效、环保、成本效益高而脱颖而出，它通过产生非选择性的羟基自由基来实现污染物的去除。AOPs的优势在于其温和的反应条件、快速的反应速率和简便的操作流程，因此受到了众多研究者的青睐，并已被广泛应用于各类废水处理中。AOPs技术包括芬顿氧化、臭氧氧化、电化学氧化、光催化和光解等多种方法。
本专题“用于废水净化的高级氧化工艺”聚焦于利用高级氧化工艺 (AOPs) 进行废水处理的最新创新发展。专题欢迎发表新颖的研究论文、综述、案例报告、会议论文等。
本专题由MDPI开放获取期刊 Catalysts、Molecules、Processes、Sustainability、Water、Nanomaterials、Separations 联合推出。
摘要提交截止日期：2025年7月30日
投稿截止日期：2025年9月30日
# 专题关键词 #
废水处理、高级氧化工艺 (AOPs)、光催化氧化、催化氧化、声化学氧化、臭氧氧化、电化学氧化、芬顿氧化
了解更多信息：
www.mdpi.com/topics/1SA560VE8F
学术编辑团队
该专题现有两位学术编辑，他们分别来自南开大学和陕西科技大学。
张英 副教授
南开大学
研究领域：废水处理、水处理、高级氧化过程、纳米材料、天然有机物、环境健康。
余方可 副教授
陕西科技大学
研究领域：废水处理、高级氧化过程、环境化学、纳米催化材料、电催化/光催化。
专题文章精选
文章1
Natural Vanadium–Titanium Magnetite Activated Peroxydisulfate and Peroxymonosulfate for Acid Orange II Degradation: Different Activation Mechanisms and Influencing Factors
天然钒钛磁铁矿活化过二硫酸盐和过一硫酸盐降解酸性橙II：不同的活化机制和影响因素
Zheng Zhang et al.
基于过硫酸盐的高级氧化工艺因其在催化体系内能够产生硫酸根自由基 (SO4−)，已被科学家视为水环境中有机污染物降解的一种有前途的方法。本研究以天然钒钛磁铁矿 (VTM) 为活化剂，探究了过二硫酸盐 (PDS) 和过一硫酸盐 (PMS) 对酸性橙II的降解。在较低浓度 (低于10 mM) 下，随着VTM或过硫酸盐 (PDS和PMS) 用量的增加，降解效率提高。然而，在PMS/VTM体系中，过量的PMS (高于10 mM) 会导致自由基的自消耗，显著抑制酸性橙II的降解。VTM活化的PDS或PMS在较宽的pH范围 (3~11) 内对酸性橙II保持有效的降解，表明其具有显著的pH稳定性。在PDS/VTM体系中，SO4−是主要的活性物种，而在PMS/VTM体系中，羟基自由基 (·OH) 也有显著的作用。此外，在VTM活化过程中，PMS表现出更好的热稳定性。水环境中共存的离子，如碳酸氢盐 (HCO3–)、碳酸盐 (CO32–) 和磷酸氢盐 (HPO42–) 对过硫酸盐的活化有明显影响。该项研究系统地考察了以天然VTM为催化剂时PDS和PMS的不同活化过程和影响因素，从而为过硫酸盐介导的水环境中有机污染物的降解提供了新的见解。
文章2
Preparation of Bimetallic CoFe@CSC-700 Carbonated Microspheres and Activated Peroxymonosulfate for Degradation of Levofloxacin
双金属CoFe@CSC-700碳酸化微球的制备及活化过一硫酸盐以降解左氧氟沙星
Tongke Hu et al.
在水净化领域，开发高效、低浸出且可回收的过渡金属基催化剂对于去除过一硫酸盐 (PMS) 中的污染物至关重要。本研究利用壳聚糖作为成型剂，通过碱性凝胶热解还原法成功制备了双金属CoFe@CSC-700复合材料，并将其用于活化PMS以降解左氧氟沙星 (LEV)。与单金属复合球粒催化剂相比，CoFe@CSC-700催化剂中钴和铁离子的浸出浓度降低了约8倍。此外，CoFe@CSC-700催化剂经过五次循环后，去除效率仍能达到90%，表现出良好的可回收性、可恢复性和稳定性。在氧化反应中，研究人员检测到了自由基途径和非自由基途径，其中自由基途径是主要的贡献因素。通过液相色谱-质谱 (LC-MS) 测试，研究人员提出了LEV的可能降解路径。总体而言，本研究为构建高效稳定的PMS催化剂用于废水处理提供了新的视角和方法。
文章3
Insight into the Catalytic Performance of a Zinc-Pillared Curcumin/Bentonite Composite for Enhanced Oxidation of Ibuprofen Residuals into Environmental Products: The Pathway and Toxicity
锌柱姜黄素/膨润土复合材料对布洛芬残留物氧化转化为环境产物的催化性能：途径和毒性
Sarah I. Othman et al.
使用姜黄素衍生化学品合成的环境有机膨润土通常被用作具有锌柱撑结构 (Zn@CU/BEN) 的锌的催化剂载体，所制备的复合材料被评估为一种经济实惠、高效且多功能的光催化剂，用于促进水中布洛芬 (IBU) 残留的氧化处理过程。在浓度为0.4 g/L的Zn@CU/BEN复合材料作用下，25 mg/L的布洛芬在80分钟内即可实现完全氧化。随后，经过160分钟的处理，基于总有机碳 (TOC) 含量的完全消除，实现了布洛芬的完全矿化，并显著揭示了中间产物的形成。通过对中间产物的鉴定，以及确定羟基自由基作为关键氧化剂，阐明了布洛芬在Zn@CU/BEN上的氧化路径，该路径包含三个步骤：羟基化、脱羧/脱甲基化以及开环过程。本研究基于肾细胞 (HEK293T) 和肝细胞 (HepG2) 系的细胞存活率结果，评估了原始污染物及其在不同时间段内的氧化产物的毒性。在初始阶段，部分氧化样本显示出比原始布洛芬更高的毒性影响。然而，经过160分钟处理后的样本则表现出高度的生物安全性和无毒特性 (细胞存活率超过97%)。膨润土与姜黄素提取物有机改性膨润土的协同作用，提升了吸附性能，并增强了作为催化剂的锌柱的氧化性能。
相关期刊推荐
Catalysts：https://www.mdpi.com/journal/catalysts
Molecules：https://www.mdpi.com/journal/molecules
Processes：https://www.mdpi.com/journal/processes
Sustainability：https://www.mdpi.com/journal/sustainability
Water：https://www.mdpi.com/journal/water
Nanomaterials：https://www.mdpi.com/journal/nanomaterials
Separations：https://www.mdpi.com/journal/separations
转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自MDPI开放科学科学网博客。
链接地址：https://wap.sciencenet.cn/blog-3516770-1466400.html?mobile=1
收藏
