UV/过硫酸盐降解水中氧氟沙星的动力学和机理

研究了UV/过硫酸盐(peroxydisulfate,PDS)降解水中氧氟沙星(ofloxacin,OFL)的动力学和机理。考察了OFL和PDS初始浓度、pH、腐殖酸、富里酸对OFL降解作用的影响。结果表明,UV/PDS体系降解OFL的过程符合准一级反应动力学方程,OFL的降解速率随OFL初始浓度的增加而减小,随PDS初始浓度的增加而增大;酸性和碱性条件均抑制了OFL的降解,且碱性条件的抑制作用更为显著。腐殖酸和富里酸也不同程度地抑制了OFL的降解。经液相色谱-高分辨质谱联用仪(UPLC-MS)分析,得到了UV/PDS降解OFL的4种产物,推测主要的降解途径是脱甲基和开环作用。对比可知,UV/PDS降解OFL的反应速率(0.622 3 min~(-1))较相同条件下UV/H_2O_2降解OFL反应速率(0.518 4 min~(-1))快,由此可以预见,UV/PDS高级氧化技术在水处理中具有广阔的应用前景。     

热活化过硫酸钠降解饮用水中亚硝基二乙胺

采用热活化过硫酸盐(thermally activated persulfate, TAP)技术对含氮消毒副产物亚硝基二乙胺(N-nitrosodiethylamine, NDEA)进行降解.考察了反应时间、温度、初始pH值、过硫酸盐(persulfate, PS)投加量和NDEA初始质量浓度对降解效果的影响.结果表明,在反应时间为60 min、温度为60℃、初始pH值为3、PS投加量为2.0 mmol·L^-1、NDEA初始质量浓度为2.0 mg·L^-1时,NDEA的去除率达96.60%.热活化PS对NDEA的降解符合一级反应动力学.     

环丙沙星氯化反应的转化产物及机理研究

 环丙沙星在pH=6的条件下与次氯酸钠反应,利用HPLC检测反应产物的生成情况。氯化产物用固相萃取柱进行分离富集,结合质谱和核磁共振分析技术确定了5种产物的化学结构,同时对产物的质谱裂解规律进行研究,解析了主要特征碎片离子的裂解途径。结果表明,环丙沙星的氯化反应过程主要集中在喹诺酮环的3位C上脱羧氯代和8位C上氯代,产生以含一氯、二氯为主的化合物,除此以外,对二氮己环在反应过程中发生了开环反应。     

紫外活化过硫酸盐技术去除水中人工甜味剂的研究进展

综述了紫外(Ultraviolet,UV)活化过硫酸盐(Persulfate,PS)技术去除水环境中新型污染物——人工甜味剂(Artificial Sweeteners,ASs)的研究现状,对比了UV/PS技术与传统高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes,AOPs)的优劣,深入剖析了UV/PS技术降解ASs的动力学、影响因素、降解产物和机理,指出了现有研究中存在的问题,并对UV/PS技术的发展前景进行了展望。     

UV/H_2O_2工艺降解水中扑热息痛

针对传统工艺难以有效去除水中抗生素的问题,采用UV/H2O2工艺降解水中残留的典型药物扑热息痛(APAP)。紫外光会催化双氧水(H2O2)产生羟基自由基(HO.)降解水中扑热息痛。扑热息痛降解过程符合准一级动力学模型。研究其反应物初始质量浓度、H2O2投加量、反应液pH、光照强度及水中不同阴离子对扑热息痛去除率的影响。研究结果表明:随着反应物初始质量浓度的升高,UV/H2O2工艺降解APAP的反应速率降低,当反应物初始质量浓度从2 mg/L增加至10 mg/L时,降解速率常数由0.108 9 min-1降低到0.037 6 min-1;在一定范围内,双氧水投加量越多,APAP的降解速率越快;光照强度越强,APAP的降解速率越快;在酸性条件下,UV/H2O2工艺降解APAP速率较快;阴离子对UV/H2O2工艺降解APAP的影响不同,阴离子体系反应降解速率常数从大至小依次为NO3-,SO42-,Cl-和CO32-。     

生物炭负载纳米零价铁活化过硫酸盐降解水中菲的性能研究

生物炭负载纳米铁(BC@nZVI)是一种新型的高效非均相活化材料,可活化过硫酸盐(PS)进行原位化学氧化,去除焦化场地等复杂污染场地中的多环芳烃。针对BC@nZVI活化PS对菲(PHE)降解性能及影响因素,基于液相还原法制备BC@nZVI,采用BET比表面积测试、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射技术、傅里叶变换红外光谱等表征BC@nZVI的孔隙结构、表观形貌、元素分布、结构形态、物相组成、官能团等特性,研究BC@nZVI铁碳比、BC@nZVI投加量、PHE初始浓度、PS浓度等因素对BC@nZVI活化PS降解PHE的影响。采用准一级动力学模型评估PHE的降解动态,采用电子顺磁共振(EPR)确定BC@nZVI/PS体系中的自由基。研究结果表明,BC可有效负载nZVI并缓解nZVI的团聚,有利于提高对PS的活化效率;铁碳比为1:4(质量比)的BC@nZVI活化PS降解PHE的效果最优,在PHE初始质量浓度为1 mg/L、PS浓度为1.6 mmol/L、BC@nZVI投加量为0.6 g/L的最佳条件下,PHE的降解率达到94.59%。PHE的降解率随着PHE初始质量浓度的升高而降低;...     

饮用水中有机氯化物高级氧化工艺去除特点及机理分析

采用O3,UV,UV/空气和UV/O3工艺对三氯甲烷和氯苯2种重要氯化物的去除效果进行了比较,并就UV/O3工艺对2种有机物去除机理展开分析.试验90 min时,UV(253.7 nm)工艺氯苯分解产物氯离子浓度为2.03 mg/L,UV(253.7 nm)/O3工艺为1.80 mg/L,150 min时二者分别为2....     

AM1分析喹诺酮类药物的热降解机理

尝试了用量子化学AM1方法研究2种喹诺酮类药物的热降解机理。按照TG-DTG热重仪测定的依诺沙星、诺氟沙星分子热降解曲线，首次利用AM1方法分别计算了这些分子的优势构型和它们原子对作用能，尝试了采用从理论上推断药物的热分解过程的方法。由计算它们原子对作用能的结果分析实现了这2种药物的热分解既包含哌嗪环侧链热振动断裂的热力学过程又包含哌嗪环上羧基脱羧的动力学过程。     

复合催化剂S-CuCo2O4的制备及其活化PMS降解CIP性能研究

采用水热法,以硫脲为硫源对CuCo₂O₄进行硫化处理合成S-CuCo₂O₄,对复合催化剂S-CuCo₂O₄进行XRD、FT-IR、SEM、XPS、ICP-OES、EPR表征,并考察其活化过一硫酸盐(PMS)降解环丙沙星(ciprofloxacin, CIP)的效果。实验结果表明：成功制备出S-CuCo₂O₄催化剂,在其表面富含Co(Ⅱ)和Cu(Ⅰ);当催化剂投加量为0.06 g/L、PMS投加量为0.2 g/L、pH=6.4时,复合催化剂S-CuCo₂O₄在25 min后对CIP的降解效率可达96.8%,降解效果明显优于CuCo₂O₄、CuCo₂S₄。自由基淬灭实验和EPR测试表明,SO^-₄·和¹O₂     

光辅助磁性Co3Mn-LDHs/rGO活化过硫酸盐降解水中的磺胺嘧啶

针对抗生素磺胺嘧啶(SDZ)导致水体污染的问题,采用水热法制备以石墨烯(rGO)为基底的三维层状兼光催化与过硫酸盐活化功能的Co₃Mn-LDHs/rGO双效催化剂,构建可见光/过硫酸盐耦合降解体系(Vis-PMS),降解水中的SDZ.实验结果表明：Co₃Mn-LDHs成功负载在rGO上,且Co₃Mn-LDHs的依附阻止了rGO片的堆叠;Co₃Mn-LDHs/rGO质量浓度为20 mg/L,过硫酸盐(PMS)质量浓度为200 mg/L,初始pH=7为可见光耦合非均相活化PMS体系降解SDZ的最佳条件,经60 min反应后,SDZ的去除率达87.58%;在10次循环实验后,Co₃Mn-LDHs/rGO仍对SDZ有较高的去除率,可重复利用率较好;该体系中起主要作用的自由基为硫酸根自由基(SO■)、羟基自由基(·OH)和单线态氧(¹O₂).     

微波活化过硫酸钾降解噻虫胺

对微波辅助过硫酸钾氧化技术降解噻虫胺进行研究.考察了微波辐射时间、过硫酸钾浓度、pH以及水中常见阴离子Cl-和HCO-3对噻虫胺降解效果的影响,同时通过对照试验讨论微波活化作用的效果.结果表明,微波/过硫酸盐体系中,随微波辐射时间的延长,噻虫胺降解率增大,微波辐照3 min后降解率趋于稳定达到95.88%;增加K2S2O8用量可以提高噻虫胺降解率,优化的最佳投加量为10mmol/L;酸性条件比碱性条件降解效果好,当pH=4.5时,噻虫胺的降解率较大(95.81%);单独微波与单独过硫酸钾作用下噻虫胺基本不降解.水溶液中Cl-和HCO-3的存在对微波活化过硫酸钾降解噻虫胺均有抑制作用.质谱检测中间产物主要为N-(2-氯-1,3-噻唑-5-基甲基)-N-甲基胍和2-氯-5-氨基甲基噻唑.     

热活化过硫酸钾降解水中吡虫啉的研究

考察了温度、过硫酸钾浓度、pH值和常见无机离子等因素对热活化过硫酸钾降解吡虫啉效果的影响,并探讨了吡虫啉的降解动力学.结果表明,吡虫啉在热活化过硫酸钾氧化体系中的降解符合一级动力学方程;随着温度和过硫酸钾浓度的增加,吡虫啉的降解率不断增加,在加热反应180 min后降解率逐渐趋于稳定;pH对降解影响较小;常见无机离子Cl~-和HCO_3~-对吡虫啉的降解都有轻微的抑制作用,NO_3~-离子对其降解基本无影响.通过GCMS检测可知,吡虫啉的降解中间产物主要为6-氯烟酸和2-氯吡啶.     

响应面法优化紫外激活过硫酸盐降解莠灭净

基于Box-Behnken响应面法对紫外(UV)激活过硫酸盐(PS)降解莠灭净(AMT)工艺进行优化。考察了底物初始浓度(4~20)μmol·L~(-1),p H(3~9),溶液中Cl~-浓度(20~180)mmol·L~(-1)三因素对AMT降解的准一级动力学表观速率常数kobs的影响。响应面分析表明kobs与三因素关系符合二次多项式模型。初始底物浓度和p H的一次项和二次项、Cl~-浓度的一次项、初始底物浓度和p H以及初始底物浓度和Cl-浓度的交互作用对kobs具有显著影响。通过优化得到最佳工艺参数为:底物初始浓度为4μmol·L~(-1),初始p H为6.88,Cl~-浓度为20 mmol·L~(-1),该条件下,进行三次重复试验,kobs为0.047 7,与预测值0.050接近,表明响应面模型与实际情况吻合。     

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.     

金属离子活化过硫酸钠降解靛蓝胭脂红的研究

以搅拌釜为反应装置,直接染料靛蓝胭脂红（IC）为目标污染物模拟染料废水,比较了Mn²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Ag⁺、Mg²⁺ 6种金属离子活化过硫酸钠降解IC的效果。研究结果表明Fe²⁺对过硫酸钠的活化效果最好。通过对Fe²⁺活化过硫酸钠处理IC的条件进行优化发现,当温度为25℃、pH为7.3、IC质量浓度为200 mg/L、Na₂S₂O₈浓度为0.8 mmol/L、Fe²⁺的浓度为0.8 mmol/L时,靛蓝胭脂红的脱色率可在5 min内达到100%。     

铝(Ⅲ)-环丙沙星体系的紫外特性及环丙沙星药物片剂的测定

近中性条件下,Al3 能与环丙沙星反应形成络合物.利用这一反应建立了简单、快速、灵敏的测定环丙沙星的紫外分光光度法,并且详细讨论了测定的各种条件.测定的最佳波长为λ=276nm,线性范围为1.68～13.47μg/mL,回归方程为A=0.01572 0.1164C(μg/mL)(r=0.9988),检出限为0.01135μg/mL.此法用于环丙沙星药物片剂的测定,结果令人满意.     

紫外光/生物膜耦合降解苯酚与2,4,6-三氯酚

氯酚是一种较难生物降解的有机化合物且又广泛存在于自然环境中,传统的生物方法不能有效地使其得到降解,同时氯酚的存在还会对苯酚的降解产生一定的抑制作用.为此本研究采用一种一体式的内循环光/生物降解反应器,借助生物膜与波长为254 nm的紫外辐射的协同作用对含有苯酚和2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)混合溶液进行降解.实验中分别比较了单独紫外辐射(P)、单独生物降解(B)以及紫外辐射与生物降解(P+B)共同作用下苯酚与2,4,6-TCP的降解规律,重点讨论了2,4,6-TCP对苯酚降解速率的影响.实验结果表明:2,4,6-TCP的存在对苯酚的降解有抑制作用,而采用P+B方法时,该抑制作用可以得到有效地缓解,苯酚对2,4,6-TCP降解速率的影响不大,采用紫外光辐射与生物膜耦合的方法对混合溶液进行降解时,混合溶液中苯酚和2,4,6-TCP的降解速率最快,相应的COD平均去除率也最高.     

紫外光下K2S2O8降解水中联苯的初步研究

对紫外光照射下K2S2O8对水中联苯的降解作用进行了研究.结果表明:K2S2O8初始浓度为0.02mol/L,光照距离为4cm,pH=5.0,反应时间为50min时,联苯的降解率可达96.5%,反应趋于表观一级反应.K2S2O8初始浓度的增加、光强的增大、pH提高等因素的变化明显地提高了联苯的降解率.产物中检测到了联苯酚,并可进一步降解,初步探讨了反应的可能途径.     

Fe2(SO4)3/K2S2O8催化合成乳酸正丁酯的研究

以Fe2(SO4)3和K2S2O8为复配催化剂，对乳酸和正丁醇为原料合成乳酸正丁酯的反应进行了研究，探讨了催化剂用量、酸醇摩尔比、反应时间等对酯化反应的影响．结果表明：酸醇物质的量之比1：3，催化剂1．6g，带水剂苯5．0ml，反应时间2．0h，减压蒸馏，收集80～82℃／1．8KPa的馏份，酯化产率达93．2％。