铁络合羧基碳纳米管非均相Fenton降解对硝基酚

针对Fenton氧化体系中酚类化合物降解中间产物易于与铁离子络合导致催化剂失活的问题,提出了将活性组分以羧基络合的方式合成非均相Fenton催化剂的方法.利用FTIR、XRD和XPS技术对铁络合羧基碳纳米管的结构和组成进行了表征,并通过真空抽滤的方式将铁络合羧基碳纳米管沉积在聚四氟乙烯滤膜上,用于非均相Fenton降解对硝基酚的过程和还原再生性能研究.结果表明:当铁络合羧基碳纳米管膜沉积量为30 mg、溶液初始pH值为5.0时,30 mg·L~(-1 )H_2O_2溶液流经膜层后的转化率随反应时间的延长而逐渐下降,2,30 min时H_2O_2的转化率分别为90.23%,19.54%;通过自由基捕获试验证实体系中主要氧化基团为羟基自由基,初始质量浓度为10 mg·L~(-1)的对硝基酚在该非均相Fenton体系中的降解非常迅速,2 min对硝基酚的去除率接近100%,TOC去除率可达80%;铁络合羧基碳纳米管膜层的催化活性可在阴极电位-1.0 V vs. Ag/AgCl下电还原再生,体系TOC去除率仍可达80%左右.     

UV/Fenton/杂多酸体系光催化氧化结晶紫

由于光助Fenton反应产生大量·OH而使有机物得以氧化降解,杂多酸具有强的紫外光吸收特性,可以作为Fenton反应的活化剂.研究以结晶紫为底物,考察了UV/Fenton/杂多酸体系对染料的降解作用,考察了pH值、H2O2的用量、Fe2+的用量、杂多酸的引入等因素的影响,确定了优化的实验条件:在结晶紫的浓度是20 mg·L-1时,加入2.4 g·L-1 30%的H2O2,0.02 g·L-1 的Fe2+,0.024 g·L-1的磷钨酸,pH2.7时反应60min后测得脱色率高达95%.研究结果表明:紫外光能有效地促进结晶紫的氧化脱色,引入杂多酸催化剂后,可增强Fenton试剂的反应活性,大大缩短反应时间.     

Fenton法深度氧化湿法腈纶废水二级生化处理出水

采用Fenton氧化的方法对湿法腈纶废水二级生化出水进行深度氧化处理.通过单因素实验考察了Fenton试剂投加量、初始pH值及反应时间对该废水处理效果的影响.研究表明,ρH2O2为300mg/L,ρFe2+为300 mg/L,反应初始pH值为3.0,反应时间为120 min时,Fenton氧化反应对COD达到最大去除率57%.另外,通过FT-IR和三维荧光光谱分析探讨了该废水有机污染物在Fenton氧化过程中的去除规律.结果表明,生化出水中某些难降解芳香性物质可以被Fenton试剂氧化分解,废水的可生化性得到提升.     

UV/Fenton试剂处理高浓度含酚废水的实验研究

研究UV/Fenton试剂中各个因素对降解高浓度含酚废水的影响,确定UV/Fenton法处理高浓度含酚废水的最佳工艺条件.保持UV/Fenton体系的基准条件不变,通过改变pH值、H2O2浓度、Fe2+浓度、反应时间等实验条件,考察这些因素对UV/Fenton法处理高浓度含酚废水效果的影响.结果表明,UV/Fenton试剂对高浓度舍酚废水有较好的去除效果和较高的反应速率.当苯酚初始浓度为1 000 mg/L时,紫外光波长为253.7 nm,反应时间为25～40 min,pH值为6～7,H2O2浓度为40～50 mmol/L,Fe2+浓度为28～30 mg/L时,苯酚去除率可迭90%以上,满足后续生物降解要求.     

活化凹凸棒石联合Fenton试剂处理水中苯酚

采用Fenton试剂联合活化凹凸棒石处理模拟微污染水中苯酚。在Fenton试剂氧化处理的最佳条件下对活化凹凸棒石吸附苯酚的最佳条件进行了研究,考察了pH值、吸附时间、投加量等因素对苯酚去除效果的影响.结果表明：使用Fenton试剂氧化处理后再用活化凹凸棒石对微污染水中苯酚具有较好的去除效果,在苯酚浓度为10mg/L、pH8、温度为25℃、投加量为8g/L、吸附时间30min的条件下,苯酚去除率达94.40%;     

垃圾渗滤液的微波增效GAC载铁催化Fenton氧化处理

以载Fe2+颗粒活性炭(GAC)作为催化剂,采用微波增效Fenton试剂氧化工艺处理老龄垃圾渗滤液;以COD和NH3 -N的去除率为指标,分析了Fe2+负载量、GAC用量、微波处理时间、微波处理功率、H2O2用量以及处理液pH值对垃圾渗滤液Fenton氧化处理效果的影响,并进行微观分析及动力学探讨.结果表明:微波可以增强Fenton氧化效果,并促进渗滤液中胶体的絮凝,其中COD主要通过催化氧化作用去除,而NH3-N主要通过絮凝、吸附作用去除;当Fe2+的负载量为33.32 mg/g、GAC用量为10g/L、微波处理功率为720W、微波处理时间为30 min、30％H2O2的用量为0.10 mol/L、溶液初始pH=3时COD和NH3-N的去除率最高,分别达93.01％和85.76％;处理后垃圾渗滤液中有机污染物特征峰消失或大幅减弱,处理效果较好.文中还根据实验结果初步建立了微波增效Fenton试剂氧化反应的动力学模型.     

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。     

Fenton试剂处理采气废水实验研究

采用Fenton氧化法处理川西某气井预处理后的采气废水,单因素考察了Fenton氧化法处理时pH值、H_2O_2/Fe~(2+)(摩尔比)、H_2O_2/COD(质量比)和反应时间对采气废水COD处理效果的影响,拟用超声(US)-Fenton法强化处理效果.研究结果表明,Fenton处理时的最佳水平组合为pH值为1,H_2O_2/Fe~(2+)(摩尔比)为3,H_2O_2/COD(质量比)为7,反应时间为120 min,此时废水COD的去除率达到64.21%,废水COD的去除过程符合一级动力学方程.US-Fenton法强化处理效果的对比实验表明,US与Fenton试剂对采气废水的催化降解存在协同效应.     

苯酚废水的光氧化降解研究

研究了UV/Fenton、日光/Fenton、UV/TiO_2和UV/Fe~(2+)等几种光氧化体系对模拟苯酚废水的氧化降解。结果表明,在上述几种光氧化体系中,UV/Fenton体系对苯酚的氧化降解能力最强,可很快地使苯酚矿化,日光/Fenton体系的降解能力次之;而UV/TiO_2与UV/Fe~(2+)体系对苯酚的降解效果较差。反应初始pH值与催化剂Fe~(2+)用量等因素对苯酚的降解均有很大影响,光Fenton反应体系中,pH值在3～4范围内,苯酚的矿化效果较佳,pH值超过此范围,矿化率则急剧下降;苯酚的矿化率随着Fe~(2+)用量的增加而逐渐增大,但当Fe~(2+)达到一定量时,再增加Fe~(2+)用量,苯酚的矿化率反而有所下降。     

Fenton/微波工艺处理制药废水的影响因素

目的研究H2O2与Fe2+的物质的量比、H2O2投加量、pH值、微波辐照功率和辐照时间对高质量浓度制药废水的处理的影响.方法以阜新某集团公司生产制药原料排出的废水为对象,将Fenton技术衍生,设计Fenton/微波工艺,进行静态试验.结果当H2O2与Fe2+的物质的量比、H2O2投加量、pH值、微波辐照功率和辐照时间改变时,出水COD都有很大改变.当试验用水为100 mL的制药废水时,H2O2与Fe2+的物质的量比50∶1,H2O2投加量为Qth,pH值为3,微波辐照功率为500 W,辐照时间为9 min时,COD去除率最大,可达到83.1%,出水COD在97.3~243.4 mg/L范围内.结论 Fenton/微波联合工艺作为一种Fenton技术衍生而来的工艺,虽不能使高质量浓度制药废水达到排放标准,但是可以氧化不易降解的有机物,降低后续工艺的处理难度.     

CNTs／PS和CNTs／PEE的制备及性能

通过溶液共混制备了不同碳纳米管(CNTs)质量分数的CNTs/聚苯乙烯(PS)、CNTs/聚醚酯(PEE)复合材料,研究CNTs对复合材料导电性能、力学性能的影响.CNTs的加入可以使复合材料的导电性能得到明显提高,CNTs/PS体系的电导率大于CNTs/PEE体系的电导率.随着CNTs质量分数的增加,CNTs/PS复合材料的断裂强度先增大后减小,在CNTs质量分数为1%时达到最大值,但CNTs/PEE的断裂强度随CNTs质量分数的增加逐渐下降,扫描电镜(SEM)结果显示CNTs在PS中的分散性稍好于在PEE中的分散性.     

三维互通CNTs/Cu复合材料的制备及力学性能研究

对CuCr合金粉末固溶时效处理之后进行预烧结,得到CuCr预压块。以此预压块为基底,采用化学气相沉积（chemical vapor deposition, CVD）工艺和放电等离子烧结（sparking plasma sintering, SPS）工艺成功制备了三维互通的碳纳米管/铜（carbon nanotubes/Cu, CNTs/Cu）复合材料。采用扫描电子显微镜（scanning electron microscope, SEM）,拉曼光谱仪等表征碳纳米管的微观组织结构,利用微拉伸试验机测试复合材料的力学性能。研究结果表明,Cr作为催化剂,对碳纳米管的形貌影响很大,碳纳米管的质量也会对复合材料的力学性能产生影响。当Cr的质量分数为0.6%时,碳纳米管在铜基体表面均匀分布,CNTs/Cu复合材料的力学性能最佳。经SPS烧结和轧制之后,复合材料的导电率和屈服强度分别达到了82.4% IACS和349 MPa,断裂伸长率高达6.4%,这是由于CNTs的加入,起到了第二相强化的作用,提高了复合材料的力学性能。     

铸造方法制备铸钢/碳纳米管复合材料

使用铸造技术制备了碳纳米管铸钢复合材料.将碳纳米管与铝粉球磨混合,冷压成饼状预制块.将钢水浇注在粉碎成颗粒度为2mm的预制块粉末上,制得样品.拉伸试验结果表明碳纳米管添加量为0.1％的复合材料样品拉伸强度较未添加碳管的铸钢试样提高11％.复合材料使用扫描电镜观察样品断口,发现碳纳米管存在,显示碳纳米管被成功加入到钢基体中.     

CeO2/CNTs纳米复合粒子的制备及其催化性能

 采用液相化学沉积法制备CeO2/CNTs纳米复合粒子,考查了表面活性剂对产物形貌的影响,采用TEM、XRD、FT-IR等手段对产物的形貌和晶相结构进行表征。结果表明,在一定条件下,表面活性剂的“桥接”作用有效地改善了活性组分的负载,以十二烷基苯磺酸钠为表面活性剂,以自制碳纳米管（CNTs）为载体,可以制备出负载均匀的CeO2/CNTs纳米复合粒子。探讨了活性组分CeO2在CNTs表面的负载机制,并在此基础上研究了所得样品在风化煤硝酸氧解制备腐植酸中的催化性能。催化结果表明,CeO2/CNTs纳米复合粒子的催化性能明显优于单纯的CeO2和CNTs的催化性能,能显著提高腐植酸的产率。     

原位合成CNTs/Cu-Al2O3复合材料的性能研究

对Al的质量分数分别为0.20%,0.35%,0.60%的Cu-Al合金粉末进行内氧化,得到Cu-Al₂O₃粉末。采用化学气相沉积法在Cu-Al₂O₃粉末表面原位生长碳纳米管(carbon nano tubes, CNTs),采用放电等离子烧结工艺成功制备了CNTs/Cu-Al₂O₃复合材料。采用扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察了CNTs/Cu-Al₂O₃复合粉末、复合材料断口的形貌。采用显微硬度计、微拉伸试验机、摩擦磨损试验机分别对纯Cu及复合材料的维氏硬度、抗拉强度、摩擦因数进行测试。采用电化学工作站测试复合材料在3.5%NaCl (质量分数)水溶液中的耐腐蚀性能。结果表明,随着Al的质量分数的增加,粉末表面合成的CNTs的数量也增多。Al的质量分数为0.35%时,CNTs/Cu-Al₂O₃复合材料的综合性能最佳,与纯Cu相比,复合材料的抗拉强度和腐蚀电势分别提高了86.4%和43.2%,分别为315 MPa和-0.268 V,摩擦因数降低了53.3%,仅为0.28。     

CNTs/TiO2 composites and its elect rochemical properties after UV light irradiation

Due to the unique structure and special physical and chemical properties, carbon nanotubes (CNTs) have potential applications in supercapacitors. Recently, CNTs and their composites as a kind of supercapacitor electrode material have been made many achievements. In this paper, a CNTs/TiO2 composite was prepared successfully with hydrothermal method, and was used as a supercapacitor electrode material. After the tests on surface chemistry and electrochemical property, it was found that: (1) the capacitance of the CNTs/TiO2 composite electrode increased by 56%, compared with pure CNTs electrode, (2) after UV light irradiation pretreatment, due to the special photoelectric effect of TiO2 which improves the interfacial property and electrochemical property of the composite electrode, the capacitance further increased by 53% when compared with the electrode without the pretreatment, and meanwhile, the cycle life also increased significantly, i.e., the capacitance was up to 97%, after 100 cycles of charge and discharge, (3) due to the improvement of the interfacial property, the ion transport in the composite electrode became smoother, and the pore utilization was also effectively enhanced during high-current charge and discharge, and (4) due to the generation of a large amount of oxygen-containing groups on the TiO 2 surface after UV pretreatment, the CNTs/TiO2 composite electrode earned extra large pseudo capacitance, and therefore the capacitance of the composite electrode was further increased. Based on the experimental results in the present study a new process to improve surface character and electrochemicalproperty of the electrode has been developed by using a metal oxide as both pseudo capacitive material and surface modification material of the composites with a UV light irradiation.     

SnO2／碳纳米管纳米复合材料的制备及表征

采用水热的方法,将纳米SnO2负载在多壁碳纳米管（CNTs）表面,制备得到SnO2负载多壁碳纳米管复合材料（SnO2／CNTs）。通过X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）研究了不同反应条件对产物形貌的影响。结果表明,通过改变溶液的浓度可以控制SnO2／CNTs纳米复合材料的形貌。     

镀钨碳纳米管增强铜基复合材料的制备及性能

采用羰基热分解法对多壁碳纳米管表面进行镀钨处理,并以镀钨碳纳米管和电解铜粉为原料,进行机械球磨混粉和放电等离子体烧结,制备了镀钨碳纳米管/铜基复合材料.采用场发射扫描电镜观察了粉体和复合材料的组织形貌,并对复合材料物相进行了X射线衍射分析.探讨了镀钨碳纳米管含量和放电等离子体烧结温度对复合材料致密度、抗拉强度、延伸率和电导率的影响.结果表明,镀钨碳纳米管质量分数为1%和烧结温度为850℃时,复合材料的致密度、抗拉强度和电导率最高.与烧结纯铜相比,复合材料的抗拉强度提高了103.6%,电导率仅降低15.9%.     

Efficient photo-assisted Fenton oxidation treatment of multi-walled carbon nanotubes

In this paper,a new and efficient way to oxidize and functionalize the multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) has been developed by using a combination of ultraviolet (UV) irradiation and Fenton oxida-tion process,namely UV/Fenton oxidation treatment. Comparing with conventionally individual Fenton oxidation treatment of MWNTs,UV/Fenton combined treatment improved the etching rates and effi-ciencies and hence reduced the time for surface modification of MWNTs,which was proved to be an effective method in etching and functionalizing CNTs. The formation of new functional groups,struc-tural changes and thermal stability during oxidation period were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR),Raman spectroscopy and could be clarified by thermogravimetric analy-sis (TGA),which showed that it was under UV irradiation conditions that MWNTs could be rapidly functionalized with hydroxyl,carbonyl and carboxyl groups in the presence of Fenton reagents,origi-nating from the increase in the gross HO· concentration and the existent synergetic effect when using UV irradiation combing with Fenton oxidation process. Introduction of such new oxygen-containing functional groups was attributed to attacks of HO· on defect sites and unsaturated bonds of C=C in the MWNTs sample,which should play an important role in accounting for the FTIR and Raman spectral changes.     

微弧氧化法制备镁基羟基磷灰石/碳纳米管复合生物涂层及其性能研究

 通过化学沉淀法制备了羟基磷灰石/碳纳米管纳米(HA/CNTs)复合粉体,并作为电解液的添加剂,采用微弧氧化方法(MAO)制备了镁合金表面MAO/HA/CNTs 复合活性涂层。分别采用扫描电子显微镜(SEM)、X 射线衍射分析(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和电化学工作站,研究所制备的复合粉体的形貌和物相组成、复合粉体对微弧氧化涂层表面形貌和在模拟体液(SBF)中耐腐蚀性能和生物活性的影响。结果表明,所制备的HA/CNTs 复合粉体结晶良好,无其他杂质相;复合粉体在微弧氧化过程中沉积在样品表面,对微弧氧化涂层起到封孔作用。MAO/HA/CNTs 样品的腐蚀电位为-1.50 V,经过30 天的SBF 浸泡后,表面沉积了大量的亚微米级别的颗粒沉积物,相比于镁基体和MAO 样品具有更好的生物活性和耐腐蚀性。