技术选择

针对水中新污染物的去除，目前普遍认为高级氧化是其降解的最高效技术之一，高级氧化体系主要通过产生强氧化性的自由基如硫酸根自由基、羟基自由基等，从而达到降解新污染物的目的。

现有高级氧化体系多采用紫外光活化过氧化物以产生强氧化性自由基，但紫外光照射需要大量外部能量的输入，且基于紫外光的高级氧化体系普遍存在自由基产率较低，新污染物降解时间较长的不足，探索新的可以超快速降解新污染物的高级氧化体系并基于其特点构建适用性一体化装置对于水中新污染物的高效去除具有重要意义。

过硫酸盐（Persulfate, PS）高级氧化技术凭借其强氧化性、反应速度快、适用范围广等优势，成为新污染物治理领域的研究热点。

技术原理

过硫酸盐（如过一硫酸盐PMS、过二硫酸盐PDS）本身氧化能力有限，但通过活化可产生高活性的硫酸根自由基（SO₄·⁻）和羟基自由基（·OH），这些自由基具有极强的氧化能力（氧化电位达2.5-3.1 V），可无选择性地攻击多种有机污染物，将其矿化为CO₂、H₂O及无机盐。

常见活化方式：

金属离子活化：Fe²⁺、Cu²⁺等金属离子可高效活化过硫酸盐，例如Fe²⁺活化PMS对地下水中石油烃类污染物的去除效果显著。

热活化：高温可直接分解过硫酸盐生成自由基，但能耗较高。

光活化：紫外光或可见光照射可激发过硫酸盐，适用于特定场景。

碳材料活化：石墨烯、活性炭等碳材料因其催化活性高、稳定性好，成为绿色活化的新方向。

技术应用的痛点

基于硫酸根自由基(SO4·-)的高级氧化技术在降解有机污染物方面展现了一定的应用前景。这主要是因为与传统Fenton技术相比，SO4·-具有高的氧化电位(2.5～3.1V)、更长的半衰期(30～40μs)和更宽的pH适用范围。

过一硫酸盐(PMS)，如过硫酸氢钾，具有不对称结构(更容易被活化产生SO4·-)、水溶性好、易于储存和运输等优点受到广泛关注。但是，过一硫酸盐与大多数污染物的直接反应太慢，需要将其活化才能产生SO4·-高效氧化降解有机污染物，活化方式有光、热、电、微波、过渡金属离子等。

在众多过渡金属离子(Ag+、Ce3+、Co2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+、Ni2+、Ru3+等)中，Co2+具有较好的活化性能。在Co2+活化反应中，Co2+不断的活化过一硫酸盐生成SO4·-和Co3+，产生的Co3+又不断被过一硫酸盐还原为Co2+，完成一个活化循环，直至过一硫酸盐被全部消耗。然而由于Co2+对环境不友好，残留在水中极易造成二次污染。

复合过硫酸盐催化剂

过硫酸盐复合催化剂采用一步合成法，合成过程简单；制备的多金属复合催化剂在用于活化过一硫酸盐氧化降解水中新污染物时，活化性能高，Co溶出率低，使新污染物可以在短时间内完成降解，并可多次循环使用，为新污染物的高效降解提供了广阔的应用前景。

将复合催化剂添加至废水中，充分搅拌混合后，再加入过一硫酸盐，利用催化剂活化过一硫酸盐产生SO4·-等氧化活性物种，降解水中新污染物。

技术优势

(1)产品通过一步法合成，制备方法简单，产品稳定性好，可磁性回收循环使用。

(2)非均相催化剂克服了Co溶出率高、活化性能低等问题，在复合催化剂中，CoO能更多的释放Co2+，加速Co2+和Co3+之间电子的产生，更好的活化过硫酸氢钾产生SO4·-等氧化活性物质，加速高级氧化反应的进行；使过硫酸氢钾体系能够对新污染物进行持续、高效且环境友好的降解。