钙盐辅助热活化煤矸石及其活化PMS降解苯并[a]芘性能研究

作     者：韩伟 宋永明 刘琪 徐金陵 徐荣 李春全 殷帅军 孙志明 HAN Wei;SONG Yongming;LIU Qi;XU Jinling;XU Rong;LI Chunquan;YIN Shuaijun;SUN Zhiming

作者机构：内蒙古蒙泰不连沟煤业有限责任公司内蒙古鄂尔多斯010399 华电煤业集团有限公司北京100035 华电煤业集团数智技术有限公司北京102400 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 

出 版 物：《无机盐工业》 (Inorganic Chemicals Industry)

年 卷 期：2025年第57卷第1期

页      面：103-112页

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：华电煤业集团有限公司科技项目(CHDMYKJ21-02-02) 国家重点研发计划课题(2020YFC1806504) 

主　　题：煤矸石 过硫酸盐活化 高级氧化技术 苯并[a]芘 氯化钙 

摘      要：基于煤矸石大宗固废综合利用以及煤炭产业集聚区多环芳烃有机污染治理的迫切需要,以煤矸石(CG)为原料、氯化钙为活化剂,在绝氧煅烧条件下制备了煤矸石基过一硫酸氢钾复合盐(PMS)催化材料(CG/Ca)。系统研究了氯化钙用量和煅烧温度对苯并[a]芘降解的影响,同时对CG和CG/Ca样品的物相组成、表面形貌、比表面积、孔结构及化学键变化进行了表征,并通过电子顺磁共振(EPR)明晰了降解体系中的活性物种。结果表明,煤矸石与等量的氯化钙在750℃下煅烧90 min后,制备所得的CG/Ca可在30 min内完全去除苯并[a]芘,且其反应速率常数是煅烧煤矸石(CG/Ca-0)的约55倍。此外,CG中含有的硅铝骨架与氯化钙中的Ca^(2+)结合,生成含有Si—O—Ca键的钙铝榴石,孔体积和平均孔径同时增大。CG/Ca在酸性和中性环境(pH=3~7)具有良好的活化性能,且环境中Cl-和H2PO4-阴离子对苯并[a]芘降解的影响有限,说明CG/Ca材料良好的应用前景,体系中·OH、SO_(4)^(•-)、·O_(2)^(-)和^(1)O_(2)均对苯并[a]芘的降解起到促进作用。