凹土负载零价铁去除水中Cr(Ⅵ)的研究

以FeC12·4H2O和NaBH4为原料,凹土为载体,采用液相还原法制备凹土负载零价铁,并用扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射(XRD)进行表征.考察了Cr(VI)溶液初始浓度,pH,凹土负载零价铁投加量及反应时间等条件对Cr(VI)去除效果的影响.结果表明,Cr(VI)的去除率随反应时间和凹土负载零价铁投加量增加而升高,而随pH和Cr(VI)溶液初始浓度升高而降低;凹土负载零价铁对Cr(VI)的还原去除基本符合伪一级反应动力学模型.凹土负载零价纳米铁Cr(VI)的良好去除效果表明其在地表水原位修复领域具有较好的应用前景.     

零价铁-Fenton氧化法预处理医药化工废水

研究用零价铁(Fe0)/双氧水(H2O2)-Fenton氧化法预处理医药化工废水.考察不同初始参数如初始pH、H2O2浓度、Fe0用量、废水初始TOC浓度、温度等对废水TOC去除率的影响.试验结果表明,在初始pH值为3.0、H2O2/TOC摩尔比为2、Fe0用量为12.0 g/L,废水初始TOC浓度为1.0 g/L和反应温度25℃的条件下,反应60 min后,废水TOC的去除率为75.5%.酸性条件和提高温度均有利于反应的进行.研究表明,曝气/Fe0/H2O2系统可作为一种有效去除医药化工废水中有机污染物的预处理方法.     

壳聚糖稳定纳米零价铁对土壤中Cr(Ⅵ)的去除

研究了壳聚糖稳定纳米零价铁对土壤中Cr(Ⅵ) 的去除效果. 实验结果表明: 去除效率随零价铁投加量的增加而增大, 最大去除效率达95.9%, 是100目铁屑去除效率的6倍; 土壤pH值和土壤中Cr(Ⅵ)的初始含量与去除效率成反比; 零价铁对土壤中Cr(Ⅵ)的去除是吸附作用与还原作用共同发生的结果; 纳米零价铁对Cr(Ⅵ)的还原过程符合伪一级反应动力学,其表观速率常数kobs为0.016/min.     

纳米零价铁富集水体中的铀

应用纳米零价铁(nZVI)富集水体中的铀不但能够回收珍贵的铀资源,同时还可以避免放射性物质对环境的污染.研究结果表明纳米零价铁可快速高效地分离水体中的铀.nZVI对铀的最大富集负荷达到920.16 mg/g,溶液中铀离子的质量浓度可降低至0.03 mg/L以下.弱酸性的水质条件促进nZVI对铀的分离,且分离和还原效率随着nZVI投加量的增加、HCO-₃浓度的降低而升高.高浓度的铀离子可水解形成UO₃·2H₂O沉淀,但Fe⁰和Fe²⁺的还原作用是nZVI分离铀离子的主要反应机理.nZVI富集尾矿水中铀资源的过程中可同步去除多种共存重金属污染物.     

微生物与类Fenton氧化联合降解水溶液中萘

通过微生物-类Fenton氧化联合技术提高水溶液中萘的降解.实验结果表明:投加量为200 mg·L-1的50 mL萘溶液经纺锤芽孢杆菌(BFN)降解96 h后,萘的去除率达100%,而溶液中COD的去除率仅为59.4%,说明溶液中还存在萘的降解中间产物.在纳米零价铁(nZVI)投加量为1.0 g·L-1,H2O2为10mmol·L-1,pH为3.0,温度35℃的优化条件下,对BFN降解40 h后的溶液进行类Fenton氧化,溶液COD的去除率达到86.7%.最终,微生物-类Fenton氧化联合法对200 mg·L-1萘溶液的COD总去除率高达91.6%.     

壳聚糖-纳米零价铁球去除水中二价镉的研究

为了更好地利用纳米零价铁修复水体镉污染,以壳聚糖为载体,制备出壳聚糖-纳米零价铁球用以去除水中的镉(Cd(Ⅱ)).利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对壳聚糖-纳米零价铁球进行表征分析,通过对比与Cd(Ⅱ)溶液反应前后的样品的X线光电子能谱探讨壳聚糖-纳米零价铁球对Cd(Ⅱ)的去除机理,并进行批实验研究环境因素对去除效果的影响.研究结果表明:制备出的壳聚糖-纳米零价铁球为规则均一的黑色球体,粒径约为3.1 mm;所有壳聚糖-纳米零价铁球均具有多孔结构,平均孔径约为40.6μm,且纳米零价铁均匀分布在球内;壳聚糖-纳米零价铁球对Cd(Ⅱ)的去除机理包括物理吸附过程和化学还原过程,且化学还原过程起主要作用;批实验结果显示壳聚糖-纳米零价铁球对Cd(Ⅱ)的去除率随pH值、反应温度和纳米零价铁投加量的增加而增大,随Cd(Ⅱ)初始质量浓度的升高而减小.     

活性炭负载纳米零价铁去除溴酸盐的研究

实验采用液相还原法制备活性炭负载纳米零价铁材料(nZVI/AC),并利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等对其结构进行表征.考察了不同反应条件下nZVI/AC对BrO3-的去除效率,并研究其去除机理.结果表明nZVI/AC具有很高的表面反应活性,且nZVI和活性炭(AC)之间存在协同作用. BrO3-的去除效率随 pH 值的减小而增大, 共存离子NO3-和SO42-对其去除率影响不大但降低了去除速率.机理分析表明BrO3-被nZVI/AC吸附而使局部BrO3-浓度升高,并被nZVI迅速还原为无毒的Br-.     

吸附树脂负载铁酞菁光催化降解4-硝基苯酚

针对铁酞菁在水溶液中易于聚合而降低催化活性的问题,将铁酞菁负载在吸附树脂上,制得多相催化剂,该催化剂在可见光的照射下能有效地催化H2O2降解4-硝基苯酚.考察了可见光强度、催化剂用量、H2O2投加量、pH值、温度等因素对4-硝基苯酚去除效果的影响.结果表明:4-硝基苯酚初始质量浓度为50 mg/L,卤灯功率为50 W,催化剂投加量为2.0g/L,H2O2用量为50 mmol/L,pH为5.7,温度为40℃时,反应540 min,4-硝基苯酚去除率达到92.2％,TOC去除率达到82.5％,且催化剂具有很好的稳定性,可重复使用.     

芒果皮绿色合成贝壳基纳米零价铁及对甲基橙的去除

为合理利用芒果皮和贝壳类废弃物资源并有效缓解水体中甲基橙的污染问题,利用废弃芒果皮和贝壳绿色合成贝壳基纳米零价铁复合材料.利用Folin-Ciocalteu法、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DDPH)自由基清除能力和铁还原能力以及紫外-可见光谱(UV-Vis)测试结果优化材料制备工艺,并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱(FTIR)表征材料结构,同时研究了材料对水中甲基橙的去除效果.结果表明:利用芒果皮提取液成功制备了纳米零价铁,其大多为球形和椭圆形颗粒;负载贝壳后有效地分散并稳定了纳米粒子,降低了纳米零价铁的聚集程度;当反应温度为45℃,投加量4 g/L,甲基橙初始质量浓度为800 mg/L时,贝壳基纳米零价铁对于甲基橙的去除率达到93.66%.     

H_2O_2/Fe~(2+)和H_2O_2/Fe~(2+)/UV对废水焦糖色去除

为去除废水中的焦糖色素,采用H2O2/Fe2+和H2O2/Fe2+/UV对焦糖色素去除进行研究.实验考察了H2O2和Fe2+投加量、pH值、反应时间对焦糖色素去除率的影响,在此基础上进一步考察了H2O2/Fe2+/UV对焦糖色素去除效果.结果表明,对于芬顿试剂,H2O2与Fe2+反应的化学计量数为8;pH值为3,反应时间30 m in时,焦糖色的去除效果较好,去除率达到83%.采用H2O2/Fe2+/UV可进一步提高焦糖色的去除效果,去除率可提高到90%.因此采用H2O2/Fe2+或H2O2/Fe2+/UV法获得良好的焦糖色去除效果.     

非均相光催化技术处理废纸制浆废水的比较和优化

研究了不同非均相光催化工艺去除废纸制浆废水总有机碳（TOC）的效果，并对其进行比较和优化．结果表明，将均相和非均相光催化体系复合使用，可显著加快反应速度，提高处理效果在针铁矿、赤铁矿、TiO2分别与FeSO4复合催化的不同体系中，经30min光照后均可去除约57％的TOC．催化剂的晶体结构不同，光催化效果不同，3种催化剂的有效顺序为：针铁矿〉赤铁矿〉TiO2，与FeSO4复合后的顺序不变．针铁矿光催化反应和光解H2O2反应之间存在着很好的协同效应．非均相光催化反应可有效矿化小分子有机物，催化剂用量存在最佳饱和点，适当增加H2O2用量可有效提高处理效果．实验证明，光催化工艺可有效处理废纸制浆废水．     

基于纳米铁的类Fenton法降解水中的三氯生

 作为一种广泛存在的典型药品及个人护理品,三氯生（TCS）给生态环境和人体健康带来了潜在的威胁。以三氯生为目标污染物,采用实验室自行设计合成的零价纳米铁作为类Fenton试剂,研究了类Fenton法对三氯生的降解过程。单因素实验结果表明,三氯生的去除率随着纳米铁投加量和双氧水浓度的增加而增加;在溶液pH值为3时去除率最高;三氯生的初始浓度对去除率的影响不太明显。动力学分析表明三氯生的降解反应符合二级反应。在相同实验条件下,类Fenton试剂对三氯生的去除率明显优于传统Fenton试剂和单独投加纳米铁的体系。     

Fenton试剂氧化处理拆弹炸药废水

本实验使用Fenton试剂对炸药废水进行处理时,通过考察反应时间、双氧水用量、硫酸亚铁用量、pH 以及反应温度对炸药废水TOC去除率的影响,同时应用正交实验设计确定Fenton试剂处理炸药废水的最佳操作条件. 结果表明,随着反应时间的延长,TOC的去除率增大,最佳反应时间为70 min,之后趋于平衡;当双氧水(30%)用量为70 mL/L、FeSO4用量为600 mg/L、pH为3、反应温度25℃时去除率最高,达到92.06%.调节pH值后去除率达96.23%, TNT含量1.8 mg/L.     

芬顿和双氧水紫外处理稳定渗滤液的光谱特征

为研究芬顿(Fenton)法和双氧水紫外(H_2O_2-UV)法处理稳定(填埋场)渗滤液过程中不同类别有机物的去除规律,采用三维荧光光谱(3D-EEM)和254nm波长紫外吸光度(SUVA254),结合荧光区域一体化(FRI)EEM数据处理方法,分析总有机物去除水平相近条件下,两种处理方法去除不同有机物水平和组分变化的特征.结果表明:两种处理方法中,均是蛋白质类物质比腐殖质类物质优先被去除,酪氨酸类物质比色氨酸类物质优先被去除;较高的总有机碳(TOC)去除率段比低去除率段能去除更大比例的最难降解腐殖质类物质.在相近的TOC去除水平下,H_2O_2-UV法比Fenton法对腐殖质类物质的去除更有效,且能更多地去除胡敏酸类物质;Fenton法处理中,Fe2+投加量的增加能更多地通过絮凝沉淀作用去除胡敏酸类物质.Fenton和H_2O_2-UV作为预处理方法应用时,为了既能达到较好处理效果又能节约成本,应选择对腐殖质类物质去除率更高的H_2O_2-UV技术作为预处理方法.     

Fenton法去除垃圾渗滤液TOC的动力学研究

采用修正后一级反应动力学模型拟合Fenton法处理垃圾渗滤液结果,研究初始pH值、试剂比、H2 O2用量、初始浓度和温度等因素对动力学常数的影响并优化反应参数.结果表明：在考虑运行成本情况下,Fenton法处理渗滤液的最佳去除率为70.3%,此时反应条件初始pH值为3,[H2O2]/[TOC0]为4,[H2O2]/[Fe2+]为5,反应温度为室温.     

（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%.     

工业废催化剂(FJC)对橙黄Ⅱ催化氧化的研究

以偶氮染料橙黄II为探针分子,考察了工业废催化剂(FJC)催化H2O2氧化降解高浓度有机污染物的催化活性,考察了有机溶液的初始pH值、H2O2浓度、FJC用量、反应温度对橙黄II脱色率的影响.实验结果表明,FJC具有较好的催化氧化降解活性,而且具有良好的稳定性,可以多次重复利用.当染料质量浓度为100mg/L、pH为3.0、催化剂量为2g/L、H2O2浓度为20mmol/L,反应温度为70℃,反应时间为60min时,橙黄Ⅱ脱色率可达93.4%.     

凹凸棒土负载硫化纳米零价铁对水中Cu(Ⅱ)的去除机理研究

针对纳米零价铁易团聚及表面形成钝化层的缺点,本文以凹凸棒土为载体、以硫代硫酸钠为硫化试剂,制备了凹凸棒土负载硫化纳米零价铁(S-nZVI@ATP)复合材料,并考察了复合材料对水中Cu(Ⅱ)的去除效果。由SEM可观察到,经过凹凸棒土负载及硫化改性后的纳米零价铁串珠状结构变短,且被分散为单个的球形颗粒;比表面积测定结果表明,S-nZVI@ATP复合材料的BET比表面积为46.04m~2/g,与纳米零价铁相比提高了约1.35倍;由TEM观察到,经硫化的纳米零价铁颗粒界面处包裹了一层FeS,粒径由57.6nm增至118.5nm。S-nZVI@ATP复合材料去除水中Cu(Ⅱ)的机理主要是硫化纳米铁界面处的Fe~0将Cu~(2+)还原为Cu~0以及FeS转化为溶度积更小的CuS,该过程符合Langmuir-Hinshelwood吸附/还原模型和Langmuir等温吸附模型。本实验条件下,复合材料对Cu(Ⅱ)的最大吸附-还原量可达9.25mmol/g(587.8mg/g)。