Fenton试剂处理含油废水的实验研究

采用Fenton高级氧化技术对模拟含油废水进行了氧化处理,探讨了反应时间、pH值、温度、H₂O₂和Fe²⁺投加量等因素对油去除率的影响,确定了最佳处理条件。试验结果表明,在水样中油浓度为120mg/L时,Fenton高级氧化反应最佳工艺条件为：c(H₂O₂)=40mmol/L,c(Fe²⁺)=4mmol/L,pH=3.0,温度为30℃;反应2h后,油的去除率达到最高值48.4%。这将为该工艺处理实际含油废水提供实验依据。     

Fenton氧化法用于低可生化性石化废水预处理的研究

以Fenton试剂作为含高浓度硝基苯的石化废水的前处理方法,在pH=3.0, ρ(H₂O₂)=500mg/L, ρ(H₂O₂)/ρ(Fe ²⁺ )=6,反应时间150min条件下,废水中的硝基苯得到有效去除,其生化性得到较大的改善,BOD₅/COD_Cr的值从最初的0.03提高到0.47。 氧化还原电位（ORP）对Fenton 氧化过程有很好的指示作用。当ORP达到最大值时,表明体系中H₂O₂完全消失;当ORP随后出现最低点时,表明Fenton氧化作用完全结束。研究还发现,H₂O₂在体系中消失后,废水的可生化性还在提高,这表明该体系中还有其他氧化物种的存在。     

超声/Fenton试剂氧化耦合处理染料废水

采用超声/Fenton试剂氧化耦合的方法对模拟染料废水活性红2进行降解处理研究。实验结果表明,仅用超声处理降解率为5%左右,仅用Fenton试剂处理降解率为45%左右,而两者联合处理降解率可达90%以上。超声/Fenton试剂耦合法明显优于二者的简单叠加,此反应符合二级反应动力学方程。同时探讨了超声功率、溶液初始pH值、Fe2⁺和H₂O₂投加量等因素对活性红2降解的影响。结果表明,溶液pH值对降解率影响显著,低pH值有利于降解。降解率分别随超声功率和FeSO₄投加量的升高而升高,但当FeSO₄浓度大于0.045mmol/L时,降解率增大趋势不明显。而H₂O₂则存在一个最佳投加量。     

高级氧化技术研究现状及其发展趋势

 中国面临环境保护的重大压力,高级氧化技术(AOT)是解决环境污染的理想绿色技术,而高级氧化技术是指·OH制备以及诱发一系列的攻击污染物及微生物反应,从源头上解决了治理污染过程中再污染的问题。高级氧化技术规模制备·OH是其标志性核心关键问题。基于此,学术界进行了一系列羟基自由基制备研究工作。本文介绍了在水中制备·OH的方法,主要介绍O₃/H₂O₂、O₃/UV、H₂O₂/UV、Fenton、光催化氧化、电子辐射和水激励等方法;也介绍了在气体中制备·OH的方法,主要有脉冲电晕放电法、电子束和强电离放电法等。强电离放电法有望同时解决在水、气中规模制备·OH过程中存在的问题。     

[Fe(H2O)m(OH)n]x配合物电子结构的理论研究

在B3PW91/6-31G(d, p)计算水平上，对铁离子配合物［Fe(H₂O)_m(OH)_n］^x(m+n=4; x=3+,2+,1+,0,1-)的5种可能构型进行优化计算，分析比较了优化结果的几何构型、电荷布居以及能量。计算结果表明：这5种配合物在理论上都有可能稳定存在，配体以氧原子与铁离子配位并形成四面体构型，有部分电荷从氧原子转移到铁离子，OH^-与Fe³⁺的配位作用较强。铁离子的d电子以高自旋的形式排布，形成开壳层的电子结构，其中Fe(OH)₄^-的d电子最难以发生跃迁。比较具有相同数量Fe³⁺、H₂O和OH^-的［Fe(H₂O)_m(OH)_n+jH₂O+kOH^-］体系的能量，发现随着［Fe(H₂O)_m(OH)_n］^x中OH^-数量的增加，H₂O数量的减少，体系的能量逐渐降低。所以，［Fe(OH)₄^-+6H₂O+2OH^-］体系最稳定，与布居分析中OH^-与Fe³⁺的配位作用较强的结果相一致。     

自由基抑制剂对不同晶型TiO2光催化反应的影响

以荧光光谱法研究了不同晶型 TiO₂ 的光催化反应体系中羟基自由基(·OH)的产生情况,表明在H₂O₂存在条件下,金红石型 TiO₂ 经可见光激发可持续稳定产生·OH,而以锐钛矿型 TiO₂ 作光催化剂时,则检测不到·OH的生成。光催化结果表明,在H₂O₂存在条件下,苯酚可被 TiO₂ 可见光催化降解;往反应体系加入自由基抑制剂(叔丁醇或甲醇)时,明显降低了金红石型 TiO₂ 的降解效率,但对锐钛矿型 TiO₂ 的影响较弱。以金红石型 TiO₂ 作光催化剂时,苯酚的降解反应主要发生在溶液中;而以锐钛矿型 TiO₂ 作光催化剂时,则苯酚的降解反应主要发生在催化剂的表面。     

类Fenton试剂用于烟气脱硫的高效可行性研究

在铁法脱硫的基础上引入过H₂O₂,对铁粉和H₂O₂组成的类Fenton体系进行了烟气脱硫研究。利用自行设计的实验室简易鼓泡吸收罐,考察了过H₂O₂质量浓度、铁粉用量、进口气速和进口SO₂体积分数等因素对脱硫效果的影响。实验结果表明,H₂O₂的质量浓度可低至6g/L;铁粉用量为4.2g/L时处理效果稳定;在气速400L/h下,该法脱硫效果能达到99%以上;SO ₂进口体积分数对脱硫效果影响不大。填料塔小试结果与简易鼓泡吸收罐反应结果基本相符。     

柠檬酸溶胶-凝胶法合成BaAl12-xO19∶Mnx荧光粉

以AlCl₃·6H₂O，BaCO₃和MnCO₃为原料，分别溶于去离子水和柠檬酸中，采用溶胶-凝胶法合成了BaAl_12-xO₁₉∶Mn_x荧光粉。IR分析表明，干凝胶具有柠檬酸盐结构。XRD分析表明，1200℃煅烧，粉末中的主要成分为BaAl₂O₄，1400℃煅烧，粉末为BaAl_12-xO₁₉∶Mn_x和BaAl₂O₄的混合物，此时仍残余部分BaAl₂O₄，1500℃煅烧能合成单相BaAl_12-xO₁₉∶Mn_x，相对于传统的高温固相合成法降低100～300℃。SEM分析表明，晶粒较小且具有片状结构。碱土金属离子Mg²⁺,Ca²⁺和Sr²⁺的掺杂对BaAl_12-xO₁₉∶Mn_x荧光粉的发光性能有一定的影响。     

抗脱落铁基二氧化铅电极的研究

采用3步阳极氧化法在铁片表面依次生成铁氧化膜、β-PbO₂和α-PbO₂，制得结合牢固、抗脱落性能优良、具有 Fe/Fe_xO_y/β-PbO₂/α-PbO₂结构的铁基二氧化铅电极。采用XPS、XRD、交流阻抗和扫描电镜对铁氧化膜组成、β-PbO₂和α-PbO₂的晶型及电化学活性、电极切面结构进行了分析表征。借鉴漆膜性能标准测试方法，对铁基二氧化铅镀层的抗机械脱落性能进行了综合测试评价。研究发现，预先将铁基体放在4 mol/L KOH水溶液中，在温度80℃、阳极电流密度60mA/cm²条件下，使铁片表面预氧化生成一层棕红色的Fe₃O₄薄膜，然后再依次阳极氧化电镀β-PbO₂和α-PbO₂，能够获得抗机械脱落性好、电化学反应活性高的铁基二氧化铅电极。     

无机-有机杂化材料Mo8O26(H2bpp)2的合成与表征

以无水乙醇和冰乙酸为溶剂,Co(NO₃)₂·6H₂O,（1,3 二(4-吡啶基)丙烷（bpp）和(NH₄)₆［Mo₇O₂₄］·4H₂O为反应物,在150℃下进行溶剂热反应,合成了新的无机-有机杂化材料Mo₈O₂₆(H₂bpp)₂。采用单晶X-射线衍射法测定晶体结构,通过紫外-可见-近红外反射光谱表征了晶体性能。研究表明,合成产物属单斜晶系,空间群P2₁/c,晶胞参数a=10.938(2),b=9.7351(19),c=19.649(4),β=101.74(3)° ,V=2048.5(7)A° ³;晶体结构由无机的［Mo₈O₂₆］^4-_n链和有机的(H₂bpp)²⁺离子靠静电力和氢键堆积而成;此无机-有机杂化材料对紫外光具有较强的吸收,且有一定的质子导电能力。     

强化光催化氧化苯甲酸研究

 研究了不同浓度TiO2、O3、H2O2光催化氧化苯甲酸的过程．结果表明：苯甲酸在光催化臭氧-过氧化氢氧化（UV/TiO2/O3/H2O2）和光催化臭氧氧化（UV/TiO2/O3）过程的浓度去除率比单独光氧化（UV）、光催化氧化（UV/TiO2）、光催化过氧化氢氧化（UV/H2O2）过程明显增高．TiO2的最佳投加量为4.0 g/L，苯甲酸降解速度随着O3浓度增加而增大，低浓度的H2O2能促进苯甲酸氧化．动力学研究表明，苯甲酸降解过程遵循一级反应，苯甲酸在UV/TiO2/O3/H2O2作用下降解的速率常数是UV/TiO2/O3过程的1.47～6.29倍，是UV/TiO2过程的3.39～5.21倍．     

（光）助电-Fenton降解有机染料罗丹明B

以高纯石墨电极为阴极,铁片为阳极,Na2SO4溶液为支持电解质,通过阳极氧化提供Fe^2＋/Fe^3＋和阴极还原溶解氧转化为H2O2而形成Fenton体系,以降解有机染料罗丹明B（RhodamineB,RhB）为探针反应,研究了外加电压、铁电极面积（电荷密度）、极间距、电解质溶液浓度及外加紫外光照射（300 nm〈λ〈380n m）等因素对RhB降解反应的影响.结果表明：外加电压为7 V,铁片面积为3 cm^2（电荷密度为0.045 A/cm^2）,电极之间距离为4 cm,Na2SO4质量浓度为10 g/L时,反应100 min后RhB褪色完全.采用过氧化物酶催化反应吸光光度法和苯甲酸荧光分析法分别跟踪测定RhB降解反应过程中H2O2和羟基自由基（·OH）,表明RhB降解过程涉及·OH历程.通过分析测定RhB降解过程TOC变化和红外光谱分析,表明染料降解反应不仅仅为简单褪色而且深度氧化,180 min矿化率为73.0%.     

氧脱木素过程中羟基自由基的控制

氧脱木素的主要问题是提高其脱木素选择性,而氧脱木素过程中产生的含氧自由基是影响其脱木素选择性的主要因素.而本文用改进的Fenton反应Co2 -H2O2体系产生羟基自由基(HO.),用茜素紫3B的氧化来显色测定HO..将Co2 -H2O2体系与深度脱木素竹浆进行反应,并通过添加HO.捕获剂来控制HO.的数量,研究HO.与竹浆中木素和碳水化合物的反应情况.把HO.捕获剂作为助剂用于深度脱木素竹浆氧脱木素过程,研究HO.的量对氧脱木素过程的影响.研究结果表明,HO.能与木素和碳水化合物发生反应,具有脱木素作用,但对碳水化合物的降解也较严重.HO.捕获剂具有清除HO.的作用,在氧脱木素过程中加入HO.捕获剂能减少碳水化合物的降解,提高氧脱木素选择性.     

磷钨杂多酸铯盐的制备及催化性能

采用室温沉淀法制备了一系列铯取代磷钨杂多酸盐(CsxH3-xPW12O40,x=0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0),考察了不同铯取代度对所制杂多酸盐结构及其催化苯甲醛氧化制苯甲酸反应性能的影响.利用液氮吸附-脱附(N2adsorption-desorption)、扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、固体紫外可见漫反射光谱(DR UV-vis)等手段进行了表征.结果表明:CsxH3-xPW12O40完好地保持了H3PW12O40的Keggin晶相;随着铯取代度x的增大,CsxH3-xPW12O40的颗粒逐渐均匀,同时晶胞参数逐渐减小,表面积和孔容则随之增大.在相同的实验条件下,所制CsxH3-xPW12O40均呈现出较高的催化活性:在Cs3PW12O40催化作用下,苯甲酸的收率达到72%,而其他催化剂作用下达到76%,均优于H3PW12O40的催化活性(71%).     

磷钨杂多酸铵盐固体酸催化剂的制备、表征及性能

以室温沉淀法制备了一系列铵取代磷钨杂多酸盐催化剂(NH4)xH3-xPW12O40(x=0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0),用X-射线衍射(XRD)、傅里叶-红外光谱(FT-IR)、固体紫外-可见漫反射光谱(DR UVVis)、扫描电镜(SEM)、氮气吸附-脱附(N2adsorption-desorption)等手段对其进行了表征,并考察了它们在H2O2氧化苯甲醛制苯甲酸反应中的催化活性.结果表明,NH4+取代H+后形成的杂多酸盐仍很好地保持了Keggin结构;随着NH4+取代度的增大,(NH4)xH3-xPW12O40的颗粒逐渐均匀,晶格常数逐渐减小,而比表面积和总孔容呈先增大后减小的趋势;在相同实验条件下,所制(NH4)xH3-xPW12O40的催化活性均优于H3PW12O4(71%),其中在(NH4)2.5H0.5PW12O40催化作用下,苯甲酸收率达到最高(76%).     

量子点ZnS的制备及其光催化降解有毒有机污染物

分别以硫化钠(Na2S)和硫脲(CH3CSCH3)为硫源与醋酸锌(Zn(CH3COO)2.2 H2O)通过水热法反应制备了ZnS量子点,通过透射电子显微镜(TEM)及X-射线衍射(XRD)对ZnS进行了初步表征,结果表明:两类硫源制备的ZnS量子点均为颗粒状立方闪锌矿结构,量子尺寸分别为19.6 nm,25.1nm.在紫外光(λ≤387)照射下以有机染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)及无色小分子2,4-二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,DCP)的光催化降解为探针反应,研究了介质pH条件和光催化剂ZnS用量对光催化反应的影响,表明pH=10、光催化剂用量为50 mg条件下以Na2S为硫源制得的ZnS活性较好,能使RhB在70 min内褪色完全,呈现出ZnS量子点的量子尺寸效应.同时,此实验条件下11 h对2,4-二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,DCP)的深度氧化矿化率为90%.用酶催化分光光度法和苯甲酸荧光光度法分别跟踪测定了催化反应过程中产生的H2O2和.OH,表明量子点ZnS对有毒有机物的光催化氧化过程涉及H2O2和.OH的氧化历程.     

CNTs气体电极高效产H2O2及在直接蓝脱色中的应用

以碳纳米管等气体电极为阴极，石墨为阳极，构成电化学体系现场产生H2O2，考察电流密度对H2O2产生量的影响．结果表明：pH值为7、电流密度为20mA／cm^2、曝气量为1．3L／min时，通电1h，CNTs气体电极H2O2产生量为1036mg／L，是活性炭气体电极的1．7倍．以CNTs气体电极为阴极，Sb-SnO2／Ti电极为阳极，阴阳极联合降解直接蓝染料，60min脱色率达96％，且反应符合拟一级反应动力学．     

基于含氮羧酸配体/Co2+构筑的2D层状配合物的合成及结构表征

利用水热工艺,选用{4-[3-(吡嗪-2-基)-1H-吡唑-1-基]}苯甲酸(缩写为HL)、CoCl2·6H2O和NH4VO3为起始原料,通过调控反应的p H及温度,我们成功地合成了一个新的2D层状配合物[Co(L)2(H2O)2]·3H2O。借助X-射线单晶衍射、元素分析、热重分析和IR光谱等测试手段对该化合物的结构进行了表征。结果表明该化合物属于C2/c空间群,单斜晶系,晶胞参数a=2.6164(5)nm,b=0.8401(5)nm,c=1.4286(5)nm,α=90.000(5)o,β=114.491(5)o,γ=90.000(5)o,V=2.858 (2)nm3,Z=4,R1=0.0424,w R2=0.1227。     

新型铕三元配合物的合成、表征、荧光及热分解动力学性质

采用水热法合成了稀土铕、苯甲酸(C7H6O2)和1,2-二(4-吡啶基)乙烯(C12H10N2)的固态新配合物.通过元素分析和化学分析的方法,确定了配合物的组成为Eu(C7H5O2)(3C12H10N2)(H2O)3;用红外光谱和荧光谱等技术对配合物进行了表征,该配合物在室温受激发射红色荧光;用TG-DTG法研究了它的热分解行为;用"非模型等转化率法"研究了热分解脱水过程的动力学,获得其表观活化能和指前因子数值范围、最可机理函数和模型函数.     

氯化铁催化合成苯甲酸酯及其分析检测

报道了在氯化铁（FeCI3·6H2O）催化剂存在下由苯甲酸和各种醇含成系列苯甲酸酯,测定了苯甲酸与醇的摩尔比在0．05：0．15（或0．20）下,反应时间为3．0h,FeC13·6H2O催化剂用量O．5Og的苯甲酸的转化率,测定了合成的苯甲酸酯的沸点、元素组成、红外光谱、核磁共振语。