硅酸铁催化臭氧去除水中的阿特拉津和硝基苯

为了考察人工合成的硅酸铁促进臭氧氧化去除污染物的催化性能,采用静态实验考察硅酸铁催化臭氧氧化去除水中目标污染物的效能和催化剂作用机制。采用溶胶-凝胶法制备硅酸铁催化剂,利用FT-IR、N2吸附/脱附以及表面零电荷点(p HPZC)对催化剂进行了表征,选取阿特拉津和硝基苯作为去除的目标污染物,通过改变臭氧投加量、催化剂投加量、不同p H值等实验条件考察催化剂对目标污染物去除效果的影响。实验结果表明,与单独臭氧氧化相比,当臭氧投加量和催化剂投加量分别为1.2和700 mg·L-1时,阿特拉津和硝基苯的去除率分别提高了27.4%和34.5%,硅酸铁存在下的臭氧分解速率常数是臭氧自分解速率常数的2.1倍,且硅酸铁在中性条件下对臭氧的促分解作用最明显;自由基抑制剂叔丁醇和重碳酸盐对催化活性具有一定的抑制作用,在催化臭氧氧化过程中铁离子溶出和硅酸铁在不同的p H条件下溶液残留的Fe3+均低于国家饮用水标准。硅酸铁催化剂的存在可有效促进臭氧的分解,对目标污染物的去除具有很强的催化活性,硅酸铁催化臭氧氧化过程主要遵循羟基自由基机理。     

铁离子对于UV/PMS除污染效果的强化(英文)

以苯甲酸(BA)为目标物,研究了几种变价过渡金属离子对于UV/PMS去除污染物效果的影响。实验结果表明,Co2+和Mn2+对于BA的去除没有影响;而Fe2+和Fe3+明显地强化了BA的去除。UV/PMS/Fe3+体系中BA降解的假一级速率常数大于相同条件下UV/PMS、UV/Fe3+、Fe3+/PMS三种体系中BA降解的假一级速率常数之和,说明UV/PMS和Fe3+之间存在协同作用。此外,Fe2+强化UV/PMS去除BA的效果好于Fe3+,这是由于Fe2+能够迅速还原PMS产生自由基,同时生成Fe3+。最后,研究了铁离子的两种不同类型络合剂磷酸盐和草酸对UV/PMS/Fe3+去除BA的影响。磷酸盐和草酸均抑制了铁离子对BA去除的强化作用。但是,在草酸存在的条件下,UV/PMS/Fe3+对于BA的去除效果仍好于UV/PMS。因此,在实际应用中,UV/PMS与铁离子的组合可能会提高其对污染物的去除效果。     

Al2O3负载Mn-Fe-K金属氧化物催化臭氧氧化去除水中三种内分泌干扰物的研究

采用Al2O3负载Mn-Fe-K金属氧化物催化臭氧化技术研究了水中2,4-D、甲草胺和对硝基甲苯三种内分泌干扰物的去除效能。探讨了溶液pH值、不同臭氧投加量、催化剂用量、叔丁醇以及混合体系对有机物去除效能的影响。在同等实验条件下,催化臭氧氧化对2,4-D、甲草胺和对硝基甲苯的去除率分别为48.9%、64.0%和80.8%。随着温度、pH值(<9)、催化剂量的增加,2,4-D、甲草胺和对硝基甲苯的去除率均随着增大,但当pH值>9时,去除率随着pH值升高而有所减小。加入自由基抑制剂叔丁醇后各去除率均降低,表明其催化臭氧氧化过程均遵循羟基自由基机理。混合体系有利于有机污染物的去除率增加。     

UV/PMS体系中BrO3-的生成和控制

采用离子色谱分析方法研究了UV/过氧单硫酸盐(UV/PMS)体系中溴酸盐的生成规律以及控制方法。实验结果表明:溴离子初始浓度为20μmol·L-1,PMS投量为500μmol·L-1,反应15 min时溴酸盐的浓度为4.96μmol·L-1。溴酸盐浓度随着PMS投量的增加而增加,随着溴离子初始浓度的增加而降低。而向UV/PMS体系中投加过氧化氢,能够明显地抑制溴酸盐的生成。为基于硫酸自由基的高级氧化工艺处理含溴水体时溴酸盐的生成和控制提供参考。     

零价铁和氧化剂复合添加对土壤中硝基氯苯降解的影响研究

针对南京某化工厂搬迁遗留的硝基氯苯污染的场地土壤,采用零价铁还原与氧化剂氧化的联合体系,研究了四种氧化剂对邻位、对位和间位硝基氯苯的降解率,以及不同氧化剂(高锰酸钾、芬顿试剂、30%过氧化氢和过硫酸钠)的浓度、零价铁添加剂量与体系p H值对土壤中硝基氯苯(邻位、对位和间位)降解效率的影响。结果表明,经零价铁还原1 h后,再添加氧化剂氧化处理,对土壤中硝基氯苯有较好的降解效果,四种氧化剂对硝基氯苯降解率大小顺序为高锰酸钾芬顿试剂30%过氧化氢过硫酸钠,硝基氯苯的降解率分别为94.2%、90.4%、88.5%和74.9%;邻位和对位的硝基氯苯降解率大于间位;随着氧化剂浓度和零价铁剂量的增加以及p H值的下降,硝基氯苯的降解率不断增加。p H值为6.8时,零价铁添加0.5 mmol·g-1,氧化剂添加2.0 mmol·g-1,可作为该场地土壤中硝基氯苯理想的降解修复条件。     

一个新颖的类光芬顿体系光催化降解DMP

一个以Keggin型铁取代杂多阴离子PW11O39Fe（Ⅲ）（H2O）^4-[PW11Fe（Ⅲ）（H2O）]为光催化剂的新颖类光芬顿体系被用于邻苯二甲酸二甲酯（DMP）的光催化降解。实验结果表明,在pH6.86的含有0.1mmol·L^-1 DMP＋1.0mmol·L^-1PW11Fe（Ⅲ）（H2O）＋3.0mmol·L^-1H2O2。磷酸盐缓冲溶液中,反应80minDMP的降解率达到100％,总有机碳去除率为43％,并详细考察了溶液pH、初始过氧化氢浓度和PW11Fe（Ⅲ）（H2O）浓度对降解效率的影响。提出了过氧化氢存在和缺失条件下的光催化机制,这个新颖的类光芬顿体系为实际的水处理提供了潜在的应用。     

Fenton试剂处理水中有机物的特性及其应用

阐述了Fenton试剂在水处理应用中的作用、机理和特点,分析了过氧化氢投加量、亚铁离子投加量、水的pH值、水中共存离子等影响因素及Fenton试剂在水处理应用中的某些缺陷。另外简要地说明了Fenton试剂在废水和饮用水中的应用概况,最后对Fenton试剂的发展方向进行了简单预测。     

四氧化三铁催化过硫酸钾去除水中四环素实验研究

基于过硫酸根的高级氧化技术已经广泛应用于去除水中难降解有机物。本文采用共沉淀法制备催化剂四氧化三铁并进行了XRD表征,通过实验探索了四氧化三铁催化过硫酸盐去除水中四环素的影响因素。结果发现:氧化剂浓度、催化剂投加量、溶液pH值和反应温度都会影响四环素的去除效率,在中性介质、适当的四氧化三铁投加量条件下,过硫酸钾对四环素的去除效率可达90%。初步探索降解机理发现,过硫酸根自由基为该体系的氧化能力的来源。     

Fe(Ⅱ)/过一硫酸盐体系降解对氯愈创木酚的研究

针对造纸漂白废水中氯代愈创木酚等有机氯化物毒性大、急需经济高效处理技术的需求,结合硫酸根自由基(SO-4·)对C-X键选择性强的特点,以对氯愈创木酚(4-CG)为目标污染物,采用Fe(Ⅱ)/过一硫酸盐(PMS)类芬顿体系,考察了Fe(II)与PMS投加量、p H值和温度等操作参数对4-CG降解效能的影响。结果表明,Fe(II)活化PMS的速率较快,可在短时间内生成大量的SO-4·,有利于实现4-CG的快速去除。该体系降解4-CG的最佳Fe(Ⅱ)/PMS摩尔比为1∶1,最佳反应p H值为3.0,4-CG的降解与反应温度成正比,降解4-CG的主要活性物种为SO-4·。本研究结果可为水中以愈创木酚为代表的有机氯化物的高效降解提供一定的理论依据与技术参考。     

铁的模拟腐蚀产物在柠檬酸,过,氧化氢溶液中的溶解特性

研究了压水堆主回路铁的模拟腐蚀产物在柠檬酸、过氧化氢、柠檬酸过氧化氢的水溶液中的溶解特性,结果表明：铁模拟腐蚀产物在柠檬酸水液中的溶解量随柠檬酸浓度增加而增大,随温度的升高而增大,在６０℃不同ｐＨ值时溶解量值的排列次序为ｐＨ３．５０＞ｐＨ４．００＞ｐＨ３．００＞ｐＨ４．５０＞ｐＨ２．３３;铁模拟腐蚀产物在Ｈ２Ｏ２水溶液中的溶解量远小于柠檬酸水溶液中的相应值,６０℃时溶解量明显小于７０℃、８０℃时的溶解量;共存的Ｈ２Ｏ２降低柠檬酸水溶液对铁模拟腐蚀产物的溶解量．     

真空紫外光降解水中三氯甲烷的动力学与机理研究（英文）

三氯甲烷是水中最常见的一种氯化消毒副产物。本文研究了185 nm真空紫外光对水中三氯甲烷的降解动力学与降解机理。真空紫外光降解三氯甲烷符合一级反应动力学,在实验条件下,其一级速率常数为0.679 min-1,pH值在中性至碱性范围内变化对三氯甲烷的降解影响不大,溶解氧的存在会降低其一级反应速率。分析其反应机理,发现主要的降解产物是氯离子,降解过程主要依赖真空紫外光体系中产生的水合电子(eaq),而体系中氧化性的羟基自由基对三氯甲烷的降解作用相对可以忽略。     

磁性纳米粒子负载没食子酸去除制革废水中的Cr~(3+)

针对制革废水中的三价铬污染问题,以没食子酸(GA)作为负载物,采用一步法合成了Fe_3O_4@GA纳米粒子,并考察了该纳米粒子对三价铬的吸附特性。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、比表面积分析仪(BET)、X-射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TGA)、振动样品磁强计(VSM)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对纳米材料的微观特性进行了表征。结果表明,GA能够有效负载到Fe_3O_4纳米粒子上,负载量为4.9%(质量分数),修饰过程不会改变Fe_3O_4纳米粒子的晶相结构。负载后的Fe_3O_4@GA的比表面积为83.52 m~2·g~(-1),粒径为10~15 nm,饱和磁强度为51.12 emu·g-1,有很好的分离特性。吸附实验表明,Cr~(3+)的去除率随pH值和吸附剂投加量的增大而增高。吸附动力学符合拟二级模型,最大吸附容量为12.19 mg·g~(-1),吸附等温模型符合Freundlich模型。Fe_3O_4@GA可以有效去除制革废水中的Cr~(3+)。     

TiO_2光催化活性的研究

采用搅拌式光催化反应器,以中压汞灯作光源,甲基橙为模型化合物,考察了SO42- 处理及Cu2+对TiO2 光催化活性的影响.研究发现,SO42- 处理以及Cu2+ 的加入都能够提高TiO2 的光催化活性,在此反应体系中甲基橙的降解为一级反应,甲基橙的光催化降解速率与光强度成正比,TiO2 光催化剂的投加量为150 mg/L,Cu2+的加入量为200μg/L时光催化效果最佳.     

凹凸棒土负载纳米铁/镍去除水中Zn(Ⅱ)的性能与机理研究

针对纳米零价铁易团聚和表面形成钝化层的问题,以凹凸棒土为载体、镍为掺杂金属,制备了凹凸棒土负载铁/镍复合材料(用A-Fe/Ni表示)。由SEM可观察到A-Fe/Ni中的纳米Fe/Ni长链变短、且有单个纳米Fe/Ni球形颗粒出现。比表面积测定结果表明,A-Fe/Ni的BET比表面积为86.17 m2·g-1,远高于纳米Fe/Ni的比表面积(33.62 m2·g-1)。平均粒径也由负载前的178.52 nm减小到了69.63 nm。A-Fe/Ni相比纳米Fe/Ni对水中Zn(Ⅱ)有更快的去除速率和更好的去除效果,以2 g·L-1投加量对100 mg·L-1Zn(Ⅱ)进行吸附,10 min即可达到99.8%的去除率,而成本仅为后者的1/3。A-Fe/Ni除锌机理主要是化学吸附,吸附过程符合Lagergren准二级动力学模型和Langmuir吸附模型,最大吸附量为133.33 mg·g~(-1)。     

分光光度动力学分析法间接测定Fenton反应速率

建立了分光光度动力学法间接测定Fenton反应速率的新方法.采用传统Fenton试剂产生羟基自由基(?OH),以苯甲酸为自由基捕获剂,?OH可以将其氧化成羟基苯甲酸,从而在250~400 nm波长范围内产生吸收带,300 nm波长处吸光度的增大与时间在80 s之内呈良好的线性关系,直线斜率与Fenton反应速率成正比.加入?OH抑制剂可以改变该直线的斜率,从而研究抗氧化剂对?OH的抑制作用.用抗坏血酸作为抗氧化剂验证了该方法.结果表明,新方法能用于Fenon反应速率的间接测定以及抗氧化剂抑制?OH能力的评估,具有检测速度快,准确度高的优点.     

铝镁铁三元类水滑石对Cr（Ⅵ）的吸附分析

采用共沉淀法合成了铝镁铁三元类水滑石,对水滑石对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附进行了分析.结果表明,温度对该类水滑石吸附Cr(Ⅵ)的影响不大;该类水滑石对Cr(Ⅵ)的吸附更遵循Freundlich等温线;吸附动力学符合拟二级动力学模型,相关性达0.999;热力学分析说明该吸附过程是吸热反应.     

重铬酸钾氧化苯胺聚合过程的热动力学研究

采用热动力学方法研究了苯胺在盐酸介质中重铬酸钾化学氧化聚合过程的热动力学 .无量纲参数法(DPM)处理结果表明该聚合反应过程呈现一级反应,其速率常数k1=( 5.35±0.03)×10-3 s-1 (299.2 K);线性拟合法(LFM)的处理结果亦符合一级反应,其速率常数k1=(5.11±0.04)×10-3 s-1(299.2 K).可见两种不同处理方法的结果完全吻合,该反应在给定实验条件下的平均反应速度常数k1=(5.23±0.12)×10-3 s-1 (299.2 K).线性拟合法(LFM)比无量纲参数法(DPM)更具有优势,因为它可以有效地克服聚合反应的诱导时间及量热仪的时间滞后等因素对实验结果的影响.     

新生态铁混凝除磷的效果研究(英文)

采用FeSO4和KMnO4反应制备新生态铁氧化物去除水中的磷酸盐。结果表明:KMnO4与Fe-SO4的最佳投加摩尔比为0.33。KMnO4/Fe2 +工艺混凝对水中磷的去除效率随铁盐投量的增加而升高,随溶液pH值的增加而降低。相比较Fe2(SO4)3,KMnO4/Fe2 +工艺在溶液pH值6 ～9时可提高对水中磷的去除率,这种除磷效果的差别归因于传统铁盐与新生态铁表面的物理化学性质不同。当溶液中存在钙离子或镁离子时,KMnO4/Fe2 +工艺在pH值4 ～9范围内均可提高水中磷的去除率,在溶液pH值7 ～9范围内其去除率增加显著,为KMnO/Fe2 +工艺除磷的实际应用提供了一定的参考。     

紫外光协助过氧化氢耦合高铁酸钾降解活性艳红X-3B的研究

应用紫外光协助过氧化氢联合高铁酸钾处理活性艳红X-3B模拟染料废水。考察了紫外光(UV)、p H值、高铁酸钾(K_2FeO_4)投加量、过氧化氢(H_2O_2)浓度和反应温度等因素对活性艳红X-3B去除率的影响。结果表明,H_2O_2浓度为0.5 mmol·L-1、K_2FeO_4投加量为0.1 mmol·L-1、pH值为3.0、反应温度为25℃、反应时间为60 min时,活性艳红X-3B降解率可达84.39%,是单独使用0.1 mmol·L-1高铁酸钾时去除率(39.32%)的2.15倍。这主要是由于在p H值为2.5~3.0时,K_2FeO_4和H_2O_2具有协同作用,K_2FeO_4反应产生的Fe3+、Fe2+能与H_2O_2进一步反应,起到了类芬顿的效果。利用UV协助H_2O_2/K_2FeO_4体系,UV的照射能够进一步加快X-3B降解的速率,对X-3B的降解率比H_2O_2/K_2FeO_4体系提高了1.82%,推测原因是UV加快了H_2O_2/K_2FeO_4体系中Fe3+/Fe2+的循环,进一步促进HO·的产生,使反应效果提升。     

凹凸棒土负载硫化纳米铁去除水中Cu(Ⅱ)的影响因素研究

针对纳米零价铁易团聚和表面形成钝化层的问题,在零价铁与凹凸棒土质量比为2∶1、硫与零价铁的摩尔比为0.25∶1的条件下,制备了凹凸棒土负载硫化纳米铁复合材料。用该复合材料以0.2 g·L~(-1)投加量去除30 mg·L~(-1)的Cu(Ⅱ)溶液,1 h内Cu(Ⅱ)的去除率即可达到86.2%。通过SEM和TEM观察到,经负载硫化改性后的零价铁较均匀地分布在凹凸棒土上。比表面积测定结果表明,与纳米零价铁相比,复合材料的比表面积提高了2.3倍。影响因素实验结果表明,在pH=2～11的范围内,复合材料对铜的去除率稳定在85.2%以上;有氧气存在时复合材料去除Cu(Ⅱ)会发生脱附,且Cu(Ⅱ)溶液浓度越高,脱附现象越明显,溶解氧浓度越低,越有利于复合材料对Cu(Ⅱ)的去除。复合材料对Cu(Ⅱ)的最大吸附量可达9.25 mmol·g~(-1)(587.8 mg·g~(-1))。