资源描述:
2 0 2 0 年第5 期 有色金属 冶炼部分 h t t p //y s y l .b g r i m m .o n 7 9 d o i 1 0 .3 9 6 9 /j .i s s n .1 0 0 7 - 7 5 4 5 .2 0 2 0 .0 5 .0 1 6 卜浩 废S C R 脱硝催化剂钒钨提取研究进展 1 , 2 , 3 ,吕昊子1 ’2 ”,曹苗4 ,高玉德1 ’2 “,何名飞1 ’2 ”,孟庆波1 ’2 “,李双棵1 2 3 1 .广东省资源综合利用研究所,广州5 1 0 6 5 0 ; 2 .稀有金属分离与综合利用国家重点实验室,广州5 1 0 6 5 0 ; 3 .广东省矿产资源开发和综合利用重点实验室,广州5 1 0 6 5 0 ; 4 .中南大学资源加工与生物工程学院,长沙4 1 0 0 8 3 摘要含有钒、钨和钛的选择性催化还原催化剂在许多工业应用中被广泛还原氮氧化物。各行业脱硝催 化剂正在进入报废更换高峰期,处理废催化剂回收有价金属迫在眉睫。将回收的钒、钨、钛用于生产新 型催化剂或其他产品,可形成循环经济。对废脱硝催化剂钒钨提取工艺进行详细综述,重点介绍钒钨浸 出和钒钨分离方法。 关键词废脱硝催化剂;钒;钨;浸出;分离 中圈分类号X 7 0 5 ;X 7 5 8文献标志码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 2 0 0 5 0 0 7 9 - 0 7 R e s e a r c hP r o g r e s so nE x t r a c t i o no fV a n a d i u ma n dT u n g s t e n f r o mS p e n tS C RD e n i t r i f i c a t i o nC a t a l y s t s B UH a 0 1 2 ~,L UH a o z i l 2 ~,C A 0M i a 0 1 2 ~,G A OY u .d e 4 ,H EM i n g - f e i l ,2 ~, M E N GQ i n g - b 0 1 ’2 ~.L IS h u a n g - k e l ’2 ’3 1 .G u a n g d o n gI n s t i t u t eo fR e s o u r c e sC o m p r e h e n s i v eU t i l i z a t i o n ,G u a n g d o n gA c a d e m yo fS c i e n c e s 。G u a n g z h o u5 1 0 6 5 0 。C h i n a ; 2 .S t a t eK e yL a b o r a t o r yo fS e p a r a t i o na n dC o m p r e h e n s i v eU t i l i z a t i o no fR a r eM e t a l s ,G u a n g z h o u5 1 0 6 5 0 ,C h i n a ; 3 .G u a n g d o n gP r o v i n c i a lK e yL a b o r a t o r yo fD e v e l o p m e n ta n dC o m p r e h e n s i v eU t i l i z a t i o no fM i n e r a lR e s o u r c e s ,G u a n g z h o u5 1 0 6 5 0 ,C h i n a ; 4 .S c h o o lo fM i n e r a l sP r o c e s s i n ga n dB i o e n g i n e e r i n g ,C e n t r a lS o u t hU n i v e r s i t y 。C h a n g s h a4 1 0 0 8 3 。C h i n a A b s t r a c t S e l e c t i v ec a t a l y t i cr e d u c t i o nc a t a l y s t sc o n t a i n i n gv a n a d i u m ,t u n g s t e na n dt i t a n i u ma r ew i d e l y u s e di nm a n yi n d u s t r i a la p p l i c a t i o n st or e d u c en i t r o g e no x i d e s .D e n i t r i f i c a t i o nc a t a l y s t si nv a r i o u s i n d u s t r i e sa r ee n t e r i n gt h ep e a kp e r i o do fs c r a p p i n ga n dr e p l a c e m e n t ,a n di ti s u r g e n tt or e c y c l ev a l u a b l e m e t a lf r o mw a s t ec a t a l y s t s .R e c y c l e dv a n a d i u m ,t u n g s t e na n dt i t a n i u mc a nb eu s e dt o p r o d u c en e w c a t a l y s t so ro t h e rp r o d u c t st of o r mc i r c u l a re c o n o m y .E x t r a c t i o np r o c e s so fv a n a d i u ma n dt u n g s t e nf r o m w a s t ed e n i t r i f i c a t i o nc a t a l y s ti sr e v i e w e d .L e a c h i n ga n ds e p a r a t i o no fv a n a d i u ma n dt u n g s t e na r ei n t r o d u c e d . K e yw o r d s w a s t eS C Rd e n i t r i f i c a t i o nc a t a l y s t ;v a n a d i u mIt u n g s t e nll e a c h i n g ;s e p a r a t i o n 脱硝催化剂‘1 3 是指应用在工业烟气S C R s e l e c t i v e c a t a l y t i cr e d u c t i o n 脱硝系统上的催化剂,在选择性 还原反应中,可促进还原剂与烟气中的氮氧化物 N q 发生化学反应。国内钒钛系S C R 脱硝催化 剂可分为板式、蜂窝式和波纹板式三种,生产时以锐 钛型T i O z 作为基材,占比~8 5 %,五氧化二钒和三 收稿日期2 0 1 9 - 1 2 - 1 6 基金项目广东省科学院创新人才引进专项资助项目 2 0 1 8 G D A S C X 一0 9 3 5 ;广东省科技项目 2 0 1 7 1 3 0 3 0 3 1 4 0 4 6 作者简介卜浩 1 9 9 1 一 ,男,江苏盐城人,硕士,助理工程师;通信作者吕昊子 1 9 9 0 - ,男,湖北黄冈人,博士,工程师 万方数据 8 0 有色金属 冶炼部分 h t t p H y s y l .b g r i m m .c n 2 0 2 0 年第5 期 氧化钨作为活性成分,以上三种成分占比达到9 5 % 左右,其余为辅料 蒙脱土、聚氧化乙烯、硬脂酸、单 乙醇胺、羧甲基纤维素、木浆及玻璃纤维、乳酸、去离 子水 的烧结产物[ 2 ] 。 随着S C R 脱硝催化剂更换期的到来,每年将产 生4 万t 以上不可再生的钒系S C R 脱硝催化剂[ 3 ] 。 目前,我国已将不可再生钒系S C R 脱硝催化剂列为 危险废弃物[ 4 ] ,传统填埋法已经不能满足要求,必须 要具有相关专业技术资质的公司进行处理。典型的 废S C R 催化剂含有1 .0 %~3 .0 %V 。O 。、 混 合介质 贫营养介质 富营养介质 铁介质,在催 化剂浓度为2 0g /L ,初始p H 2 ,以硫为介质,浸出 时间8d 时,钒浸出率可达8 0 %。也可以通过细菌 和酵母等特定微生物进行的微生物反应产生。 2 .1 .4 还原酸浸 还原酸浸过程中还原剂与S C R 催化剂中的高 价态钒反应,可大幅度提高钒浸出的浸出速度和效 率‘1 6 ] 。无机酸体系m ‘1 9 3 常用硫酸配合还原剂亚硫 酸钠[ 20 | 、亚硫酸氢钠。有机酸是弱酸,相比于无机 强酸更环保。溶解机理和动力学相当温和。有机 酸体系[ 2 1 ] 常用酸有甲酸、草酸、丙酸、柠檬酸、琥 珀酸。 殷东‘1 7 ] 、陆强‘1 8 ] 、李建卧2 2 3 等在试验过程中, 按照废旧S C R 催化剂中五氧化二钒摩尔比6 加入 亚硫酸钠,固定液固比2 .5 ,硫酸浓度1 .8m o l /L ,在 9 0 ℃酸浸2 .5h ,主要反应如式 3 所示,钒的浸出 率可以达到9 5 .2 %,钛、钨的浸出率分别仅有 0 .8 4 %和1 .6 5 %。 v 20 5 S O s 2 - 4 H 2 V 0 2 S 0 42 一 2 H 2 0 3 李会泉‘2 1 l 、武文粉等m 1 采用甲酸、草酸还原浸 出提取废弃S C R 脱硝催化剂中钒和铁,在草酸浓度 1 .0m o l /L 、固液比1 /2 0g /m L 、反应温度9 0 ℃、反应 时间1 8 0m i n 的条件下,草酸具有很强的还原溶解 性,钒浸出率可达到8 5 %以上,铁浸出率达1 0 0 %。 主要反应为 V 2 0 5 V 2 0 3 4 H 2 C 2 0 4 4 V O C 2 0 4 4 H 2 0 4 V 2 0 5 3 H 2 C 。O 。 2 V O C 2 0 4 3 H 2 0 2 C 0 2 5 综上所述,还原酸浸与其他酸浸工艺相比,具有 反应剧烈、钒浸出率高的特点,酸浸液含杂质量少, 有利于下一步精制钒产品。 2 .2 碱浸 碱浸法指以碳酸钠或氢氧化钠为浸出剂,将催 化剂的钒和钨同时转入碱性溶液中,主要工艺有常 规浸出、加压浸出。 2 .2 .1 常压浸出 赵燕等[ 2 4 - 2 5 ] 采用碳酸钠在常压下浸出废催化 剂。结果表明,当液固比2 1 、浸出温度1 8 0 ℃、浸 出时间3h 时,随着碳酸钠浓度的增加,钨的浸出率 不断增加,当碳酸钠浓度超过1 0 0g /L 时,钨的浸出 率达9 8 %以上。 唐丁玲等[ 2 6 - 2 8 ] 系统研究了常压低温N a O H 浸 出废催化剂的工艺。碱浸反应条件为N a O H 浓度 2 5 %- - - 4 0 %、液固比7 - - , 8 、温度6 0 “ - - 1 0 0 ℃、搅拌时 间I - - - 4h ,钒浸出率9 0 %, - - - 9 3 %,钨浸出率8 5 %~ 9 7 %。常压碱浸过程动力学研究结果表明,钨的碱 浸效率受浓度、温度影响较大,而钒在低碱浓度、低 温下碱浸也可以达到较好的效果。 邓文燕提出了N a O H 亚熔盐浸出工艺,优化条 件为N a 0 H 和废催化剂质量比为2 1 、亚熔盐温 度1 5 0 ℃、亚熔盐时间3h 、搅拌速度2 0 0r /m i n 、液 固比为2 1 ,此时钒、钨浸出率可分别达到9 6 .5 %、 9 4 %。钛完全转化为无定型的钛酸盐进入渣相[ 29 | 。 2 .2 .2 加压浸出 K I M 等[ 3 0 ] 采用2m o l /L 氢氧化钠和0 .2m o l /L 碳酸钠混合直接从废S C R 催化剂中加压浸出钒和 钨,最佳条件温度3 0 0 ℃、液固比2 0 1 、浸出时间 1 2 0m i n 、搅拌速度10 0 0r /m i n ,钒、钨的浸出率分别 为9 9 .6 %和9 8 .8 %。 C H O I 等[ 3 1 ] 使用氢氧化钠直接从废S C R 催化 剂中加压浸出钒和钨,钒和钨的浸出率随着氢氧化 钠浓度的增大、温度的升高和所用原料的粒径的减 小而增加。影响钒和钨浸出效率的固液比取决于氢 氧化钠溶液的浓度。通过加压浸提法提取钒和钨的 最佳条件如下氢氧化钠浓度3m o l /L 、温度2 5 0 ℃、 固液比0 .4 ,钒和钨的浸出率分别为9 1 .5 %和8 7 %。 加压浸出增加了钒和钨的浸出率,但是肯定比 常压浸出成本更高[ 3 扪。因此,需要开展更多的工作 来优化钒和钨的碱性浸出过程。 2 .3 焙烧浸出 2 .3 .1 碳酸钠焙烧一浸出[ 3 3 3 周凯等口4 4 7 3 研究了废弃S C R 脱硝催化剂中V 、 W 元素碳酸钠焙烧水浸工艺。研究表明,N a 。C O 。 含量为催化剂质量的3 0 %,焙烧温度8 0 0 “ - 一9 0 0 ℃, 焙烧时间2h ,此时钒和钨的浸出率最高,分别为 8 2 .6 3 %~9 9 .0 2 %和4 9 .1 5 %~9 0 .0 7 %。碱浸效 率受温度影响较大,较高的温度有利于钒、钨的浸 出,合适的浸出温度为7 0 - - - 9 0 ℃。 邓文燕[ 3 8 ] 提高了焙烧一水浸处理S C R 废催化 万方数据 8 2 有色金属 冶炼部分 h t t p //y s y l .b g r i m m .c n 2 0 2 0 年第5 期 剂工艺碳酸钠的用量,获得最佳焙烧条件为 N a 。C O 。含量为催化剂质量的1 5 0 %、温度7 0 0 ℃、 焙烧时间1 8 0m i n ,此时V 、W 、A l 、S i 的浸出率分别 为9 2 .6 %、9 1 .4 %、7 2 .5 %和7 2 %。贾勇等‘踟改焙 烧水浸工艺为焙烧酸浸工艺,V 和w 的浸出率分别 高达9 8 .4 9 %、9 9 .0 8 %。 2 .3 .2 氢氧化钠焙烧一浸出E 4 0 3 李化全等n 研究了氢氧化钠焙烧浸出从脱硝 催化剂提取钒和钨的工艺。结果表明废弃脱硝催 化剂在熔盐反应时间为6 0m i n 、熔盐反应温度控制在 5 0 0 ℃、废弃脱硝催化剂与固体氢氧化钠的质量比为 1 1 .5 的条件下进行熔盐反应,将反应后的物料进 行水浸,V 。0 5 、W O 。浸出率分别为9 7 .6 3 %、9 5 .1 5 %。 3 浸出液的除杂 碱浸液p H 1 4 ,主要含有硅、铝、钨、钒离子, 这些元素化学性质相似,若直接采用化学沉淀法富 集钒、钨,在酸调节p H 至9 时,钒会随着硅、铝的沉 淀而析出,同时部分钨会被沉淀夹带。因此,在钒、 钨分离前应尽可能去除硅、铝离子。 闫巍等[ 2 8 1 采用硫酸对碱液进行除杂试验,加入 浓硫酸调节p H 至1 0 .0 ,使铝、硅等杂质生成难溶 于水的氢氧化铝和硅酸,沉降后过滤,以实现杂质的 去除,铝的去除率达到1 0 0 %,硅的去除率达到 7 7 .5 6 %。除杂过程发生的主要反应有 2 N a A l O H S O 。 2 H O 一2 A 1 O H 。山 N a 2 S 0 4 6 N a 2 S i 0 3 H 2 S 0 4 H 2 S i 0 30 N a 2 S 0 4 7 邓文燕[ 3 8 0 研究了复合硫酸盐沉淀法除碱液中 的硅、铝,在除杂过程中,使用浓盐酸调节至p H 一 1 1 ,温度保持在8 0 ℃以上,加入硫酸铝和硫酸镁,硫 酸盐按照与硅铝离子等摩尔比加人,调节反应p H 为9 ~9 .5 ,搅拌3 0m i n ,静置6 0m i n 。通过复合沉 淀剂处理碱液,硅浓度可由18 3 0m g /L 减小至 4 5m g /L ,降低9 7 .5 1 %,铝浓度从3 6 6m g /L 减小至 2 2m g /L ,降低9 3 .8 2 %。通过复合硫酸盐优先去除 碱性溶液中的硅、铝离子,其去除率分别高达 9 7 .5 %、9 3 .8 %,钒、钨的损失率分别仅为1 .4 3 %、 0 .6 1 %。该过程发生的反应有 2 N a 2 S i 0 3 A 1 2 S 0 4 3 4 N a O H 一2 H 2 0 N a 2 0 A 1 2 0 3 2 S i 0 2 3 N a 2 S O 。 8 N a 2 S i 0 3 M g S 0 4 2 N a O H N a 2 S 0 4 N a 2O M g OS i 0 2 H 2O 9 A 1 3 十 3 A 1 0 2 一十6 H 2 0 一4 A l O H 3 1 0 4 钒和钨的分离 根据钒、钨离子性质差异,浸液中钨、钒可采用 化学沉淀法、离子交换法和萃取法H 2 1 进行分离。 4 .1 化学沉淀 邓文燕[ 38 | 、谢宗[ 2 7 ] 研究了用甲酸从钒酸钙和 钨酸钙沉淀中选择性溶解钒的工艺,考察了浸出时 间、浸出温度、p H 对浸钒的影响。结果表明,随时 间的延长,钒和钨的浸出效率会不断升高。在p H 6 .5 、温度1 5 ~2 0 ℃、浸出时间3 0m i n 的最佳条件 下钒的浸出率为9 7 %,钨的损失率仅为1 .2 %。最 终通过氨水转化钒以偏钒酸铵的形式回收。用盐酸 处理除钒后的沉淀,高温煅烧后回收W O 。。 p H 为8 ~9 时,溶液中的钒以V 0 。一及其低聚 体 V 。O 。。4 _ 、V 。O 。3 - 形式存在,加人铵根后有利于 生成偏钒酸铵沉淀[ 43 | 。丁万丽[ 4 4 ] 对钒和钨反萃液 采用铵盐沉淀法将钒从含钒、钨混合液中进行分离, 通过硫酸调节反萃液的p H 为8 左右,在8 0 ℃条件 下,加入过量的氯化铵,使钒以偏钒酸铵沉淀形式析 出。接着向沉钒后的二次滤液中加入硫酸调节p H 至1 .5 ,再加人过量钙盐沉淀钨,得到钨酸钙,通过 盐酸酸洗得到钨酸。产品纯度可达9 9 %以上。 4 .2 离子交换 刘丁丁[ 4 阳研究了离子交换法分离钒、钨的工 艺,在p H 一1 4 时,采用阴离子交换树脂成功对钒、 钨浸出液进行钒钨吸附分离与提取,实现了钨的富 集,钨、钒浓度比达到12 0 6 1 。 W U 等[ 4 6 ] 采用强碱阴离子交换树脂 A m b e r l i t e I R A 9 0 0 对浸出液进行相关研究。在高p H 条件 下,强碱性阴离子交换树脂选择性负载溶液中的 W O 。2 _ ,因为I R A 9 0 0 树脂上两个相邻的正电荷位 点所占的比例更高,并且与共存的V O 。3 1 不同。用 l m o l /LN a C l 0 .5m o l /LN a O H 洗脱吸附的钨,最 终浓缩的钨溶液含钨8 .4g /L ,纯度为9 8 %。 4 .3 萃取 张琛[ 13 ] 采用溶剂萃取法对浸出液中钒和钨进 行分离,采用体积比为1 1 的组合萃取剂A /B ,在 萃原液初始p H 5 .7 时,三级逆流萃取模式条件 下,钨和钒的萃取率分别为5 .9 %和9 1 .4 %。 综上所述,化学沉淀法比较传统且操作简单,但 产品纯度和收率低。离子交换分离技术具有经济、 环保、操作简单、不危害人体的优点,但不足之处在 于选择性较差、树脂易饱和和使用次数有限。溶剂 萃取法具有工艺条件成熟、选择性高、效率高的优 万方数据 2 0 2 0 年第5 期有色金属 冶炼部分 h t t p //y s y l .b g r i m m .o n 8 3 点,但不足之处在于萃取剂多为具有挥发性的低毒 有机物,存在一定的环境风险m ] 。在以后的研究 中,钒、钨分离应倾向于低成本、高选择性、高回收率 的技术,同时注意减少对环境的污染。 5 总结与展望 现阶段从废S C R 催化剂中提取钒、钨的研究表 明,相对于酸法的单一浸出,碱法有利于实现碱液的 循环,但是分离过程中需要消耗大量酸碱。钠化焙 烧一水浸和加压碱浸属于主流技术,具有浸出率高的 特点,钒、钨浸出率可达9 5 %以上,但这两种方法对设 备和操作的要求较高,需要更多的努力来研究钒钨的 浸出与分离。开发一种低成本、短流程、清洁环保的 工艺是实现S C R 脱硝催化剂无害化处理的关键。 参考文献 [ 1 1 李云涛,毛宇杰,钟秦,等.S C R 催化剂的组成对其脱硝 性能的影响[ J 3 .燃料化学学报,2 0 0 9 ,3 7 5 6 0 1 - 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C A 0LM ,W A N GQ ,Z H A N GW ,e ta 1 .S p e n tS C R c a t a l y s t sa n de n v i r o n m e n t a lm a n a g e m e n ti nt y p i c a l c o a l f i r e dp o w e rp l a n t [ J ] .E q u i p m e n tE n v i r o n m e n t a l E n g i n e e r i n g ,2 0 1 8 ,1 5 2 4 5 - 5 1 . [ 5 ] 郝喜才,石海洋.废钒催化剂综合利用的实验研究[ J ] . 无机盐工业,2 0 1 4 ,4 6 5 5 8 - 6 1 . H A 0XC 。S H IHY .S t u d yo n c o m p r e h e n s i v e u t i l i z a t i o no fw a s t ev a n a d i u mc a t a l y s t [ J ] .I n o r g a n i c C h e m i c a l sI n d u s t r y ,2 0 1 4 ,4 6 5 5 8 6 1 . [ 6 3 朱来东,鲁兴武,易超,等.废旧催化剂中多金属综合回 收工艺研究[ J ] .有色金属 冶炼部分 ,2 0 1 4 7 3 5 3 7 . Z H ULD ,L UWX ,Y IC ,e ta 1 .T e c h n o l o g ys t u d yo f c o m p r e h e n s i v er e c o v e r yo fm u l t im e t a l sf r o mw a s t e c a t a l y s t [ J , 1 .N o n f e r r o u sM e t a l s E x t r a c t i v eM e t a l l u r g y , 2 0 1 4 7 3 5 - 3 7 . [ 7 3 郝永利,曾瑞.烟气脱硝催化剂的回收利用工艺E J ] .中 国环保产业,2 0 1 5 1 3 5 - 3 8 . 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X I AQB ,Z H A N GC ,Y A N GXB ,e ta 1 .C o m p r e h e n s i v e r e c y c l i n gm e t h o df o rw a s t eS C Rc a t a l y s t s C N l 0 5 8 3 8 8 8 5 A [ P ] . 2 0 1 6 - 0 8 - 1 0 . [ 1 1 ] W UW ,W A N GC ,B A OW ,e ta 1 .S e l e c t i v er e d u c t i o n l e a c h i n go fv a n a d i u ma n di r o nb yo x a l i ca c i df r o ms p e n t v 20 5 一W 0 3 /T i 0 2c a t a l y s t [ J ] .H y d r o m e t a l l u r g y ,2 0 1 8 , 1 7 9 5 2 - 5 9 . [ 1 2 1 李力成,王磊,赵学娟,等.几种酸在废弃脱硝催化剂中 提钒效果的比较[ J ] .中国有色金属学报,2 0 1 6 ,2 6 1 0 2 2 3 0 2 2 3 7 . L ILC ,W A N GL ,Z H A 0XJ ,e ta 1 .C o m p a r i s o no f e f f e c to fd i f f e r e n ta c i dt r e a t m e n t so nv a n a d i u me x t r a c t i o n o fw a s t ed e N O xc a t a l y s t [ J ] T h eC h i n e s eJ o u r n a lo f N o n f e r r o u sM e t a l s ,2 0 1 6 ,2 6 1 0 2 2 3 0 - 2 2 3 7 . [ 1 3 ] 张琛.废S C R 催化剂中钒、钨的浸出与萃取分离研究[ D ] . 广州华南理工大学,2 0 1 6 . Z H A N GC .S t u d yo nl e a c h i n ga n ds o l v e n te x t r a c t i o n s e p a r a t i o no fv a n a d i u ma n dt u n g s t e nf r o mw a s t eS C R c a t a l y s t s [ D ] .G u a n g z h o u S o u t hC h i n aU n i v e r s i t yo f T e c h n o l o g y ,2 0 1 6 ; [ 1 4 ] 张琛,刘建华,杨晓博,等.超声强化废S C R 催化剂浸出 V 和w 的研究口] .功能材料,2 0 1 5 ,4 6 2 0 2 0 0 6 3 2 0 0 6 7 . Z H A N GC ,L I UIH 。Y A N GXB ,e ta 1 .U l t r a s o u n d a s s i s t e de n h a n c e m e n ti nv a n a d i u ma n d t u n g s t e n l e a c h i n g f r o mw a s t eS C Rc a t a l y s t [ J ] .F u n c t i o n a l 万方数据 8 4 有色金属 冶炼部分 h t t p ] /y s y l .b g r i m m .c n 2 0 2 0 年第5 期 M a t e r i a l s ,2 0 1 5 ,4 6 2 0 2 0 0 6 3 - 2 0 0 6 7 . [ 1 5 3W A N GS ,X I EY ,Y A NW ,e ta 1 .L e a c h i n go fv a n a d i u m f r o mw a s t eV 20 5 一W 0 3 /T i 0 2 c a t a l y s tc a t a l y z e db y f u n c t i o n a lm i c r o o r g a n i s m s [ j ] .S c i e n c eo ft h eT o t a l E n v i r o n m e n t ,2 0 1 8 ,6 3 9 4 9 7 5 0 3 . 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