烟气脱氮体系中FeⅡ(NTA)的氧化分析

在填料吸收塔中,考察O2的体积分数、温度和pH值等对FeⅡ(NTA)氧化的影响,并与FeⅡ(EDTA)的氧化进行比较.结果表明,在实验考察的FeⅡ(NTA)浓度范围(0～10 mmol·L-1),氧化过程对FeⅡ(NTA)浓度和O2的体积分数均为一级反应,反应活化能为17.5 kJ·mol-1,小于FeⅡ(EDTA)的氧化活化能,从而使FeⅡ(NTA)的氧化更快,同一条件下的氧化速率常数比FeⅡ(EDTA)的氧化速率常数大10倍以上.当该值小于5时,由于溶液中游离态Fe2 和络合态FeⅡ(NTA)共存,氧化过程中溶液pH值呈先升后降的趋势,而在pH值为6～9时,Fe2 均形成FeⅡ(NTA)络合物,氧化过程中反应液pH值持续下降,但氧化速率随pH值的增加而加快.     

铁-草酸盐配合物光催化降解对苯二酚的研究

Fe(Ⅲ)-草酸盐配合物在光照条件下,能产生有活性的强氧化剂H2O2和OH自由基以氧化水中的有机化合物.研究了在高压汞灯(λ≥300nm)照射下,对苯二酚在Fe(Ⅲ)-草酸盐配合物体系中的光催化降解.结果表明:溶液pH值、对苯二酚初始浓度、铁与草酸盐浓度比和光照强度均对降解结果产生影响.在pH=4.0,Fe(Ⅲ)溶液浓度为10.0μmol/L,草酸盐浓度为100.0μmol/L的实验条件下,10.0mg/L的对苯二酚的降解率为99.0%.     

ZIF-67的制备及其活化过一硫酸盐降解左氧氟沙星

室温条件下制备了金属钴有机骨架材料ZIF-67，并采用扫描电子显微镜、X射线衍射光谱和傅里叶变换红外光谱进行表征。将ZIF-67用于活化过一硫酸盐(peroxymonosulfate,PMS)去除水溶液中左氧氟沙星(levofloxacin,LEV)，研究了不同的LEV初始浓度、催化剂剂量、PMS浓度以及初始pH值对去除LEV的影响。结果表明：ZIF-67能有效活化PMS降解水体中有机污染物LEV，在中性pH条件下，30 min内PMS/ZIF-67体系可降解92.0%的LEV。自由基淬灭实验和电子顺磁共振波谱实验表明，该体系中起决定性作用的活性氧物质为¹O₂。另外，水基质中Cl^-和CO₃^2-对该体系中LEV的降解有较强的抑制作用，而NO₃^-、HPO₄^2-以及腐殖酸对LEV的降解没有影响。研究表明MOF材料作为PMS催化剂在水的深度处理中具有潜在的应用前景。     

Fe0 Al0/O2体系氧化处理乙二胺四乙酸水溶液的性能

研发了常温常压下由O2自发还原而产生H2O2和·OH等活性氧(ROS)的Fe0-Al 0/O2绿色高级氧化工艺,以乙二胺四乙酸(EDTA)模拟废水为研究对象,考察了溶液的初始pH值、铝铁的质量比、EDTA的初始浓度等因素对EDTA降解的影响.采用N,N-二乙基对苯二胺-辣根过氧化物酶(DPD-POD)法、苯甲酸捕捉法、氧气吹脱、溶液总有机碳(TOC)的变化以及EDTA的降解产物等证实了H2O2和·OH的原位产生及EDTA的氧化降解机制.结果表明:Fe0-Al 0/O2体系对EDTA的去除率随溶液初始pH的升高而降低,但在pH=3~9范围内,始终具有较好的EDTA去除率;随Al 0∶Fe0质量比增加以及EDTA初始浓度降低,EDTA的去除率增大;在初始pH=9、EDTA初始浓度为0.5mmol·L-1、铝铁的质量比为1∶1的条件下反应3h之后EDTA的去除率达到了90%以上;EDTA主要通过·OH的高级氧化去除,其中间产物为亚氨基二乙酸、甲酸和乙酸,最终被矿化降解为CO2和H2O,3h内TOC去除率达到72.5%.研究表明:Fe0-Al 0/O2体系处理EDTA水溶液,无需外加H2O2,此体系节省运行操作费用,且适用pH范围广.     

新型氯离子活化过氧单硫酸盐的非自由基系统去除水中扑热息痛的研究

提出了基于过氧单硫酸盐(PMS)的非自由基氧化法降解水中典型药物污染:利用常见的氯离子(Cl-)活化PMS降解水中典型药物扑热息痛,并同传统次氯酸钠氧化降解扑热息痛系统进行比对.对比研究了两系统中氧化剂投量、底物浓度和pH值对扑热息痛去除的影响.实验结果表明PMS/Cl-系统对扑热息痛的去除符合典型零级反应动力学模型,而NaClO系统对扑热息痛的去除符合拟一级动力学模型.当扑热息痛初始浓度为10mg/L时,0.4mM PMS和50mM Cl-在120min内对其去除率最大可达76.7%.结果表明在PMS/Cl-和NaClO系统中,提高氧化剂浓度、降低底物浓度、降低系统pH值均利于目标物的去除.PMS/Cl-和NaClO系统均以HClO为主要活性因子降解污染物,但是PMS/Cl-系统中活性因子的产生更为缓慢,今后可考虑在基于PMS的高级氧化系统中投加氯离子以实现消除残余氧化剂并保证系统的持续消毒能力.     

镍钴双金属氧化物催化过硫酸氢钾效能和机理

为了探究双金属催化剂对PMS(过硫酸氢钾)强氧化活性的活化效果,以酸性橙7(AO7)为目标污染物,采用溶胶-凝胶法(sol-gel method)制备Co-NiO_x(镍钴双金属氧化物)催化剂,考察了镍钴催化剂的活性以及催化PMS降解AO7的影响因素;并对其反应机理进行了探究。结果表明,Co-NiO_x催化PMS氧化AO7的效果明显优于单金属催化,以及单独氧化。随着催化剂投量的增加,AO7降解率明显增大;AO7的降解率随着PMS初始浓度的增加而增大,且150μmol/L为最佳投量。当AO7初始浓度从32μmol/L逐渐升至96μmol/L,在反应20 min时AO7降解率由92.5%降至67.07%;初始pH在4左右时AO7有最大降解率95.02%。添加乙醇(EA)和叔丁醇(TBA)的自由基抑制剂试验结果表明,氧化体系中起主要氧化作用的是SO_4~-·(硫酸根自由基)。XPS结果显示,Co-NiO_x催化剂中Co、Ni主要以Co~(2+)、Ni~(2+)的形式存在,O主要以表面羟基氧、吸附氧和水的形式存在。研究表明,Co-NiO_x催化剂具有良好的催化性能,能够有效活化PMS产生SO_4~-·和·OH,进而实现对水体污染物的降解。     

Fe(Ⅲ)-EDDS体系紫外光降解橙黄Ⅱ

研究了Fe(Ⅲ)-EDDS体系在紫外光照射下对橙黄Ⅱ的光降解过程,对橙黄Ⅱ在不同条件下的降解过程进行了动力学分析,使用响应面分析法(RSA)得出了较佳的降解条件,并考察了氧化性物种·OH和O_2~-·对橙黄Ⅱ降解的影响.结果表明:UV/Fe(Ⅲ)-EDDS体系能有效降解橙黄Ⅱ,紫外光条件下该体系能在pH在3~9范围内对橙黄Ⅱ降解效果保持良好,橙黄Ⅱ在体系中的降解符合拟一级动力学反应规律.通过响应面分析得出了橙黄Ⅱ降解的最优条件为:pH=4.0,c[Fe(Ⅲ)]=0.06 m M,c(EDDS)=0.20 m M.猝灭实验反应产生了·OH和O_2~-·,其中·OH为橙黄Ⅱ光降解主要的反应物种.反应前后FT-IR图显示在光降解过程中,苯环发生开环,橙黄Ⅱ的结构被破坏,生成小分子物质.     

亚硫酸钠-Fe(Ⅱ)-溶解氧对酸性紫FBL降解脱色的研究

以酸性紫FBL为降解目标,采用亚硫酸钠-Fe(Ⅱ)-溶解氧体系产生的硫酸根自由基(·SO4-)降解酸性紫FBL脱色,比较了不同体系的降解脱色性能,考察了pH值、Fe~(2+)浓度、SO_3~(2-)浓度、空气流量、酸性紫FBL的初始浓度对降解脱色的影响。结果表明,在最佳的实验条件为:pH=7.0,Fe2+浓度为0.75 mmol/L,SO_3~(2-)浓度为1.25 mmol/L,空气流量为0.70 L/min,污染物浓度为128 mg/L。经过40 min的降解脱色,酸性紫FBL溶液的脱色率可达到94%以上。     

羟胺增强钴离子催化活化过-硫酸盐降解有机污染物

采用盐酸羟胺(HA)加快钴离子的循环,提高其催化活化过一硫酸盐(PMS)的效果,高效去除和矿化有机污染物.以罗丹明B(RhB)为模型污染物,考察了HA、Co~(2+)、PMS浓度及溶液初始pH值对均相Co~(2+)/PMS体系降解RhB的影响.同时,以乙二胺四乙酸(EDTA)为探针,测试了不同HA下体系中的Co~(3+)的含量.结果表明:RhB的降解遵循准一级动力学过程,其降解速率随着Co~(2+)和PMS浓度增加而线性增大.在投加2μmol·L~(-1) Co~(2+)和0.4 mmol·L~(-1) PMS下,HA浓度为0.4 mmol·L~(-1)时,20μmol·L~(-1 )RhB可在10 min被完全降解.其一级降解速率常数为0.35 min~(-1),是不加HA时(0.16 min~(-1),Co~(2+)/PMS体系)降解速率常数的2.2倍. HA的加入将TOC去除率由17.8%提高到了38.6%.HA的加入还有效促进了Co~(3+)向Co~(2+)的还原循环,增加了活性Co~(2+)的含量,增强了其活化PMS产生自由基的能力.该HA增强Co~(2+)/PMS体系也可有效降解其它有机染料(如亚甲基蓝、甲基紫、橙黄II).说明盐酸羟胺的加入增强了Co~(2+)催化活化PMS降解有机染料.     

Cu(Ⅱ)-Fe(Ⅱ)-H2O2协同催化氧化降解甲基橙

考察pH值、温度、H2O2、Cu(Ⅱ)和Fe(Ⅱ)添加量对Cu(Ⅱ)-Fe(Ⅱ)-H2O2催化氧化降解甲基橙(MO)的影响。提出了羟基自由基降解甲基橙的机理,并通过数据处理得到了甲基橙的降解动力学模型。研究结果表明:Cu(Ⅱ)和Fe(II)对甲基橙的降解存在协同催化效应,处理200 mL质量浓度为1.5 g/L的甲基橙模拟废水的最佳催化氧化条件为:pH 3.0,温度60℃,过氧化氢(体积分数30%)10 g/L,硫酸铜4.0 g/L,硫酸亚铁0.1 g/L,反应速率常数0.943 min-1;Cu(Ⅱ)-Fe(Ⅱ)-H2O2催化体系对甲基橙的降解速率高,5 min即可实现对甲基橙的完全降解。     

废铁屑活化过硫酸盐降解偶氮染料RB5废水

采用废铁屑活化过硫酸盐(PS)降解偶氮染料废水,研究铁屑投加量、过硫酸盐浓度和初始pH值对活性黑5(RB5)降解过程的影响及动力学模型.结果表明:初始pH值为6,PS浓度为0.5 mmol·L^-1,废铁屑投加量为1 g·L^-1条件为最优的反应条件;反应50 min后,活性黑5去除率可达到90.22%,180 min后去除率可达到96.97%,反应后溶液中总铁的溶出量为97.32 mg·L^-1;RB5降解后,产生的副产物苯胺的质量浓度为0.13 mg·L^-1,反应后出水的pH值从初始的6变为4.01,废铁屑/PS体系降解RB5的降解动力学符合一级动力学反应;采用废铁屑活化过硫酸盐工艺降解偶氮染料废水具有反应速度快,不需调整初始pH值、运行成本低等优势.     

负载零价铜的纳米多孔碳材料催化氧化罗丹明B的研究

以铜基MOF (HKUST-1, [Cu₃(BTC)₂], BTC为1,3,5-苯三甲酸)为模板, 利用一步碳化法制备负载零价铜的纳米多孔碳材料NPC@Cu。以此 NPC@Cu为催化剂, 活化过一硫酸氢钾(PMS), 在常温常压下异相催化氧化处理模拟的偶氮染料废水。采用电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等技术对催化剂进行表征, 并研究反应过程中催化剂投加量、氧化剂投加量和初始pH值对降解效率的影响。实验结果表明, 在催化剂用量为0.1 g/L, PMS浓度为2.00 mmol/L, pH值为7的条件下, 反应进行45分钟后, 浓度为0.10 mmol/L的RhB降解率可达到 100%。通过自由基捕捉实验, 证明体系中存在SO₄^–·和·OH两种自由基,表明NPC@Cu是一种性能良好的催化材料。     

Fenton体系中罗丹明B的化学发光和微量铁(Ⅱ)的测定

通过在pH 3.0的高氯酸溶液中Fenton体系直接氧化罗丹明B产生化学发光,探讨了影响化学发光反应的因素,建立了微量Fe(Ⅱ)离子的化学发光分析方法.结果表明:该法测定Fe(Ⅱ)离子的浓度线性范围为3.0×10-7～1.2×10-3mol·L-1,检出限为1.7×10-7mol·L-1.9次平行测定含Fe(Ⅱ)离子0.35μg·mL-1的标准溶液的相对标准偏差为4.7%.根据其化学发光光谱、紫外-可见吸收光谱和荧光光谱,推测其发光机理为Fenton体系中产生的羟自由基进攻罗丹明B的1位C原子形成的活性中间体退激发光.     

溴化氧铋(BiOBr)光催化降解橙黄Ⅱ的研究

探讨溴化氧铋(BiOBr)在紫外光照射下对橙黄Ⅱ的光催化降解情况,通过改变橙黄Ⅱ溶液的浓度、pH、催化剂用量、光照强度等实验条件研究影响该反应体系的主要因素;通过添加各种自由基清除剂,了解反应体系中各活性物质参与反应的情况,并确定主要的氧化物种;通过投加卤素元素,了解卤素元素对光催化反应的影响.实验结果表明:各种实验条件的改变均会对实验产生不同程度的影响;空穴是BiOBr降解橙黄Ⅱ体系的主要氧化性物种;卤素元素在反应体系中没有直接竞争降解橙黄Ⅱ的主要活性物质,因此对反应的影响不大.     

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。     

臭氧微气泡对活性艳红X-3B污染废水的处理

为研究臭氧微气泡(OMB)对印染废水的处理效果,以活性艳红X-3B模拟印染废水,考察了X-3B初始浓度、溶液初始pH值、臭氧浓度对X-3B降解的影响.结果表明:X-3B在酸性条件下,X-3B初始浓度越低,臭氧浓度越大,去除效果越好.当X-3B浓度为50 mg/L,O_3浓度为5.40 mg/L,溶液初始pH值为5时,反应30 min后X-3B的去除率为99.74%.反应过程中,溶液pH值均有不同程度的降低.动力学分析显示X-3B臭氧微气泡氧化过程符合准一级动力学方程,猝灭实验验证了体系反应过程中有·OH和O■的产生,且主要活性物质为O■,为降解机理的深入研究提供了参考.     

无机离子对Fe(III)体系光降解罗丹明B的影响

进行了光/Fe(III)体系降解染料罗丹明B水溶液的研究,考察了无机阴离子(Cl^-、HCO^-₃和SO^2-₄)对罗丹明B光降解的影响。结果表明,当Fe(III)的初始浓度为0.5 mmol·L^-1,溶液的初始pH=3.6,经氙灯(λ>290 nm)照射60 min后,罗丹明B(5 mg·L^-1)去除率达到91%,而反应105 min时去除率几乎达到100%。Cl^-的存在对罗丹明B的降解具有抑制作用,并且浓度越高抑制作用越明显;SO^2-₄的存在也会降低罗丹明B的去除效率;而HCO^-₃的存在对罗丹明B的去除率影响不大,且具有一定的促进作用。     

镍铁氧体催化过硫酸氢钾对奥卡西平的降解研究

研究了通过水热合成法制备的镍铁氧体(NiFe_2O_4),催化过硫酸氢钾(PMS)产生自由基,在常温常压下降解奥卡西平(OXC).采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)及磁滞回线对镍铁氧体催化剂进行了表征;探究了PMS投加量、NiFe_2O_4投加量以及初始pH对OXC降解效率的影响,结果显示提高PMS和NiFe_2O_4的投量以及偏中性的初始pH均有利于OXC的降解.通过投加不同种类的猝灭剂(甲醇和叔丁醇),证实了OH·和SO_4~-·对OXC的降解起着重要作用,且SO_4~-·的作用更显著.此外,进一步的试验发现NiFe_2O_4具有较好的稳定性和重复利用性:经6次重复使用后,NiFe_2O_4对OXC的降解效率仍可以维持在88%左右;并且,PMS/NiFe_2O_4对滤后水和原水中的OXC也能进行高效催化去除.这些试验结果表明PMS/NiFe_2O_4催化氧化体系对OXC等PPCPs的降解具有良好的应用前景.     

Fe3O4/rGO催化臭氧和过硫酸盐高级氧化降解磺胺嘧啶的研究

系统考察了Fe3O4/rGO复合材料催化臭氧和过硫酸盐降解磺胺嘧啶的效能与机制.研究发现两种高级氧化体系中GO与Fe3O4质量占比为15％的催化剂(Fe3O4/rGO15wt％)对SDZ的降解效率最佳,并观察到Fe3O4和GO之间在对O3和PS催化中的协同作用.同时,研究了水环境共存阴离子(Cl-,SO42-和NO3-)对SDZ降解效果的影响.通过淬灭实验明确了该催化剂在O3体系中SDZ降解中的活性氧化物种,既羟基自由基(?OH),超氧自由基(O2·-)和单线态氧(1O2).在PS体系中,活性氧化物种为硫酸根自由基(SO4·-)和1O2.通过实际水环境的模拟实验和稳定性实验发现,与PS体系相比,该催化剂在O3体系对含SDZ的水体表现出较强的降解效能与更稳定的特性.     

ABTS强化HRP/H2O2体系降解吲哚的效能与机制

针对辣根过氧化物酶催化过氧化氢(HRP/H₂O₂)体系存在对污染物降解速度慢的问题,采用2,2’-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS)作为电子转移体,强化HRP/H₂O₂体系降解吲哚,对不同pH值、ABTS浓度和常见共存水体成分的吲哚降解效能进行研究.通过高效液相色谱-四级杆-飞行时间质谱仪及发光细菌毒性实验,考察吲哚的降解产物及毒性变化.结果表明:在pH值为5.0~11.0的范围内,ABTS可显著强化HRP/H₂O₂体系降解吲哚,且强化效能随ABTS浓度的增加而增加;常见共存水体成分对吲哚的降解均无显著影响;检测到5种吲哚降解产物,其生物毒性相较于吲哚有所下降.