結果の紹介
原料として石炭脈石(CG)を使用し,か焼,酸浸出および金属改質によって鉄銅改質石炭脈石(Fe2O3-CuO/rCG)を調製した。 Fe2O3-CuO/rCGの形態と構造を特性解析し、難分解性窒素複素環式有機汚染物質ベンゾトリアゾールに対するFe2O3-CuO/rCG/H2O2系の分解効率と分解機構を解析した。 （BTA）が研究されました。
結果は、Fe2O3-CuO/rCG の比表面積と総細孔容積が修飾後に大幅に増加し、Fe2O3 と CuO が材料の細孔にうまく充填されたことを示しています。
Fe2O3-CuO/rCGの最適調製条件は、焼成温度650度、焼成時間3時間、金属イオン負荷濃度0.07mol/Lである。
Fe2O3-CuO/rCG 結合フェントン様システムによる BTA 除去のメカニズムには、主に吸着と触媒分解が含まれます。吸着には主に空隙充填、配位子吸着、水素結合が含まれます。触媒分解プロセスでは、OH と 1O2 が主な活性種であり、1O2 が支配的です。 Fe2+/Fe3+ および Cu+/Cu2+ の酸化還元サイクルは、フェントン様系における活性種の生成を加速します。
革新的な開発
1. 産業固形廃棄石炭脈石（CG）を用いて新しいフェントン様触媒を調製し、廃水中のベンゾトリアゾール（BTA）を吸着して分解します。
2. Fe2O3-CuO/rCG の比表面積と総細孔容積は CG に比べて大幅に増加しており、Fe2O3 と CuO の担持に成功しています。
3. 吸着効果には、細孔充填、水素結合、リガンド吸着が含まれます。 OH と 1O2 は触媒分解プロセスにおける主な活性種であり、1O2 が支配的です。
4. Cu+ は Fe3+/Fe2+ サイクルを促進し、相乗効果を発揮し、H2O2 を強化してより多くの活性酸素種を生成します。
全文紹介
石炭脈石（CG）は、石炭の採掘や洗浄の際に発生する産業固形廃棄物です。統計によると、我が国の CG は 70 億トン以上蓄積されており、年間 2 億 8,000 万トンのペースで増加し続けています。膨大な CG 出力と比較すると、CG の利用効率は依然として膨大な治療ニーズを満たすのが困難です。適切に処理しないと、脈石山の自然発火による有害ガスの発生や、地下水への重金属の侵入や雨水の浸食による水域の汚染など、環境に悪影響を及ぼします。現在、CGの資源利用方法としては、燃焼発電、建材の製造、化学製品の抽出などが挙げられます。
化学排水には、高濃度のフェノール性物質、多環芳香族炭化水素、窒素複素環化合物 (NHC) が含まれています。このうちNHCは極性が高いため、同様の多環芳香族炭化水素に比べて生態毒性が高い。ベンゾトリアゾール (BTA) などの NHC は、その毒性、発がん性、変異原性により、環境の質と人間の健康に悪影響を及ぼします。現在、高濃度の難治性有毒化合物の処理方法には、生物学的方法（バイオオーグメンテーションまたはプロセスの組み合わせ）、物理的方法（吸着、抽出、膜処理技術）および化学的方法（高度な酸化プロセス）が含まれます。
この論文では、CG を原料として使用し、焼成、酸浸出、金属修飾によって Fe2O3-CuO/rCG を調製し、その特性評価と分析を実行しました。水中のBTAに対するFe2O3-CuO/rCG/H2O2系の吸着と分解効率と機構を研究した。
1) CG を Fe2O3-CuO/rCG に修飾した後、比表面積と総細孔容積が大幅に増加し、吸着サイトが増加しました。 Fe2O3 と CuO は材料の細孔にうまく充填され、BTA の吸着と分解に役立ちました。
2) Fe2O3-CuO/rCGの最適調製条件:焼成温度650度、焼成時間3時間、金属イオン負荷濃度0.07mol/L。 BTA の Fe2O3-CuO/rCG 分解の最適反応条件: BTA 初期質量濃度 30 mg/L、Fe2O3-CuO/rCG 投与量 2 g/L、H2O2 濃度 7 mmol/L、pH 5~9 は良好な分解効果を達成できます。
3) Fe2O3-CuO/rCG は最初の 2 サイクルで BTA を十分に除去でき、2 回目の使用後も BTA 除去率は 75.15% に達します。最初の 2 サイクルの TOC 除去率はそれぞれ 87.69% と 65.64%、TN 除去率は 84.27% と 48.04% でした。
4) Fe2O3-CuO/rCG 結合フェントン系による BTA の除去には、吸着と触媒分解という 2 つの主なメカニズムがあります。吸着には主にギャップ充填、水素結合、配位子の吸着が含まれます。触媒分解プロセスにおける活性種は・OH と 1O2 であり、1O2 が支配的です。本研究で調製したFe2O3-CuO/rCGは、CGの資源利用とBTAを含む化学排水の効率的かつ低コストの処理を実現し、廃棄物を廃棄物で処理し、廃棄物をリサイクルするという目的を達成することができます。低炭素、省エネ、高効率、環境保護を備えた宝物。