超声活化过硫酸盐氧化降解水溶液中的全氟辛烷磺酸盐

针对全氟辛烷磺酸盐(PFOS)去除,构建了超声活化过硫酸盐氧化体系。考察了体系中超声频率、过硫酸盐浓度、溶液初始pH值和空化气体等因素对PFOS降解速率的影响,并对PFOS降解过程产生的自由基及其降解中间产物进行了捕捉和鉴定。结果表明:在30℃、pH值7.0、过硫酸盐浓度0.93 mmol·L~(-1)、超声频率400 kHz、功率100 W和超声密度2.67 W·cm-2条件下,18.58μmol·L~(-1)的PFOS经过8 h反应,降解率达到99.5%。超声活化过硫酸盐体系表现出显著的协同效应,PFOS降解速率比单独超声和单独过硫酸盐体系降解速率之和提高4.77倍,其表观准一级反应动力学常数在实验范围内随超声频率增加而增大,随过硫酸盐浓度增加先增后减,随溶液初始pH值增加而减小,四种空化气体中以氩气的降解效果为最佳;电子自旋捕捉试验表明,硫酸根自由基和羟基自由基参与了PFOS的降解。根据超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS)分析得到的七种降解产物,给出了PFOS在该体系中可能的降解途径。