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摘要 II
引言
水环境是人类赖以生存的基础，近年由于现代农业与工业的发展，农业用水、生活污水和工业废水的排出量，远超过环境的自净能力。多环芳烃（PAHs）是一类有毒有害并且难以降解的物质，有一定的生物累积性，以及致畸、致癌、致突变作用，对人类和生物威胁极大。多环芳烃主要来自于化石不完全燃烧[1]，一般通过大气沉降，工业废水和生活污水的排放等途径经地表径流进入水环境中。然而，传统的土壤修复和水处理工艺技术效率低，不能高效地降解此类难降解的有机污染物[2]。
高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes，简称AOPs)最初是由Glaze[3]等提出的一种用于处理难降解有机污染物的技术，通过光催化H2O2和O2等氧化剂，产生活性自由基对污染物进行降解矿化作用，从而生成CO2和H2O等对环境无害的物质，并且不会对环境造成二次污染[46]。最常见的强氧化性自由基有羟基自由基(OH)和硫酸根自由基(S04)，在处理难降解有机污染物的过程中有着广泛的应用。
Fenton氧化技术[7,8]是最常见的产生羟基自由基(OH)的方法，产生的OH能够彻底氧化降解有机物，其具有操作简单，降解速度快和降解率高的优点。羟基自由基具有较高的氧化还原点位，氧化还原电位为1.76V,其氧化性很强，但也存一定的缺点：（1）只有在强酸的条件下（PH<3.0）反应才能进行，会通过地下水破坏生态环境；（2）反应Fe2+的生成速率远小于其消耗速率，所以反应需要添加足够多的Fe2+，才能够维持羟基自由基的产量；（3）H2O2的半衰期较短，所以在体系中存活时间不长，会影响降解；（4）Fe3+与OH容易形成沉淀，消耗更多的铁。为了克服这些缺点，一些研究者尝试对传统的Fenton氧化技术就进行了改进，如光Fenton氧化技术，电Fenton氧化技术[9]、微波Fenton氧化技术等[10]。但由于其运行成本较高，可降解污染物污染物类型较少，所以在环境中的实际处理很少用到。因此，要寻找出更经济、适用的氧化技术。
此外，硫酸根自由基（SO4•）是另外一种用于强氧化的自由基，基于SO4的高级氧化技术受到业界的重视与关注[1114]。SO4•自由基的标准氧化电位为 2.53.1V，在任何条件下均适 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: *351916072* 
用，在中性和碱性条件下活性更强，可以氧化羟基不能氧化的污染物；硫酸根自由基稳定性高，相对羟基自由基而言，硫酸根自由基用于污染修复的时间更长消耗的能量更低；过硫酸盐的溶解度大（550g/l），扩散可以借用浓度梯度；此外，硫酸根自由基寿命较长，相对羟基自由基能够有足够多的时间到污染物表面。一般情况下，通过催化活化过硫酸盐[过一硫酸盐（PMS）与过二硫酸盐（PDS）]产生SO4，过硫酸盐分解成自由基的摩尔热力学较高，在室温下反应速度较慢，所以一般通过紫外光辐射、加热、碱、过渡金属催化等方式进行活化。过二硫酸盐存在形式主要有过硫酸钠、过硫酸钾和过硫酸铵。过一硫酸盐是一种用途环境良好且适用范围广的酸式过氧化物氧化剂，主要的形式存在是2KHSO5• KHSO4 •K2SO4三盐化合物，其中活性物质为单过氧硫酸氢钾KHSO5，商品名为Oxone，具有易储存、安全无毒、性质稳定、和成本低廉等特点[15]。
过渡金属离子活化反应体系操作简单，也不需要通过外界加热消耗能量，所以受到广泛关注。Ball和Edwards首次发现可以通过 Co(II)催化分解PMS，产生具有强氧化性的自由基[16]。2003年，Anipsitakis等[13]将这一体系引入到废水处理领域，通过Ag(I)、Ce(III)、Fe(II)、Fe(III)、Co(II)、Mn(II)、Ru(III)、Ni(II)和V(III)九种过渡金属离子对过硫酸盐的效果分析，发现Ag(I)对PS的活化效果最好，而Co(II)和Ru(III)则对PMS的活化有最好的效果。对于难降解的有机物莠去津等，Fenton体系降解率小于Co2+/PMS体系。但是在污染物为萘的情况下，pH值对Fenton体系影响较大，即pH值较低时，降解率较高；而Co2+/PMS体系对有机物的降解效能较好，即微摩尔浓度的Co2+，可以完全活化PMS。欧阳磊等比较了钴与铁酸铋的混合物活化 PMS 对有机污染物的降解，发现在一小时内，活性物质的浓度为0.5 g/L，Co的含量为0.1 g/L，PMS 浓度是2.5 mmol/L时,能去除体系中体系中94.5%的有机污染物[17]。
Co(II)具有毒性，所以其参与反应后会对环境造成二次污染，也会增加体系的运行成本。铁是一种毒性较低的过渡金属，适合用于水处理，但其PH适用范围小，催化活性不高并且容易产生沉淀。关于Co的氧化物与铁钴混合物活化过一硫酸盐产生自由基降解有机污染物的研究很多，目前报道多以基于铁和锰的催化剂对过硫酸盐活化和污染物降解的影响为主[18,19]。
萘是典型的多环芳烃污染物之一，从炼焦的副产品煤焦油中大量产生，具有极其严重的“三致”效应，环境污染十分普遍。萘是多环芳烃中环数最小的化合物，所以毒性相对较低，半衰期相对较短，便于研究。
稀土元素具有较高的氧化能和高电荷的大阳离子，容易获得和失去电子，促进化学反应，其中铈在地壳中含量约为0.0046%，是稀土中丰度最高的元素，更适宜应用于高级氧化过程。据有关研究发现稀土离子与H2O2 配合可处理蒽醌类染料废水[20]，以Ce(III)/UV体系光催化降解有机染料和罗丹明B等污染物具有良好效果[21,22]。然而，对使用铈等其他过渡金属以活化过硫酸盐的研究较少，因此，亟需开发其它环境更友好，适用性更强的催化剂。

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