3种单氯酚的电化学还原脱氯速率比较

采用电化学沉积法制备了钯/聚吡咯-十二烷基苯磺酸钠/钛(Pd/PPy-SDBS/Ti)电极,并用于2-氯酚(2-CP)、3-氯酚(3-CP)和4-氯酚(4-CP)3种同分异构体的电化学还原脱氯.探讨了电流、初始p H值和浓度对2-CP脱氯过程的影响,并在同一条件下对3种单氯酚进行了脱氯速率比较.实验结果表明:25℃、电流为5m A、p H值为2.4的条件下反应60min,100mg/L的2-CP被完全去除.根据数据进行拟合,单氯酚的反应过程符合准一级动力学,2-CP、3-CP、4-CP的电化学还原脱氯速率常数分别为6.393×10-2、6.668×10-2、6.990×10-2min-1,脱氯难易顺序为2-CP3-CP4-CP.     

纳米Fe/Ni双金属的制备及其对水中2,4-二氯酚的还原效果

 采用液相还原法制备了纳米Fe/Ni双金属材料,分析了FeCl₂浓度、n（Ni）/n（Fe）和n（NaBH₄）/n（FeCl₂）物质的量之比对制得的Fe/Ni双金属还原水中2,4-二氯酚（2,4-DCP）效果的影响,明确了Fe/Ni对2,4-DCP的还原脱氯途径。结果表明：在FeCl₂浓度为3 mol/L、n（Ni）/n（Fe）=4%,n（NaBH₄）/n（FeCl₂）=1的条件下制备的Fe/Ni双金属对2,4-DCP的去除率接近100%,且其中95%被还原成苯酚。纳米Fe/Ni为球形颗粒,粒径约为50 nm,在自身磁力作用下相互链接为枝状,又通过静电稳定作用分散聚集,形成海绵状多孔结构,BET比表面积为44.8 m²/g。纳米Fe/Ni还原2,4-DCP的途径主要是苯环上的2个C-Cl键依次被加氢还原,先脱去一个氯生成2-氯酚或4-氯酚,再进一步脱氯转化为稳态的苯酚。     

ZrO_2电极表征及对4-氯酚电化学降解应用

采用浸渍法以氧氯化锆修饰颗粒活性炭,获得Zr-GAC.用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和比表面仪对等方法对修饰活性炭性能进行表征,结果表明:氧氯化锆负载在活性炭上为ZrO_2.以苯酚为去除目标,研究了Zr-GAC在电化学氧化处理4-氯酚模拟废水过程,实验结果表明:ZrGAC三维电极对4-氯酚具有降解作用,粒子电极投加量10 g,电解质硫酸钠浓度2 g/L、板间距4 cm,电流强度1 A,电解500 mg/L4-氯酚模拟废水300 ml,电解180 min时,4-氯酚去除率可达98.5%,降解过程中产生4-氯邻苯二酚、苯酚、对苯二酚、苯醌、反丁烯二酸、草酸.     

亲水铁碳缓释材料制备及其强化地下水生物还原脱氯效果

通过二步球磨法制备了以木质素磺酸钠（SL）为表面修饰剂的纳米零价铁（nZVI）-聚乳酸（PLA）-生物炭（BC）复合材料,表征了其亲水和缓释碳的特性,明确了其强化地下水中氯代烃（CHCs）生物还原脱氯的效果和最佳组分配比.结果表明：所制备的铁碳材料具有良好的亲水性和缓释碳性,72 h后材料释碳量趋于稳定.材料能够有效协同异化铁还原菌脱氯降解1,1,1-三氯乙烷（1,1,1-TCA）,168 h内体系中污染物去除率最高达到85.00%,最大降解速率为6.74 mg·L^-1·h^-1,且降解效果随nZVI和PLA含量的增加而提高.综合考虑释碳性能、降解效果和制备成本,得到BC,PLA和nZVI的最佳质量配比为3∶1∶1.该铁碳复合材料去除1,1,1-TCA的主要途径为零价铁（ZVI）介导的快速化学还原脱氯和异化铁还原菌介导的长期生物还原脱氯.本研究成果有望为CHCs污染地下水修复提供创新技术支持.     

纳米Fe/Ni催化降解2,4-二氯酚的机理及过程中参数变化

采用液相还原法制备了纳米Fe/Ni双金属材料,分析了其催化降解2,4-二氯酚的机理、降解过程中Ni的作用及相关参数变化。结果表明,2,4-二氯酚被纳米Fe/Ni降解的主要途径是2,4-二氯酚直接被脱去2个氯原子生成苯酚,此外也可先脱去一个氯原子生成2-氯酚或4-氯酚,然后继续脱氯生成苯酚;纳米Ni可将纳米Fe腐蚀产生的氢气转化为活性氢原子,活性氢原子再对2,4-二氯酚进行脱氯降解。在反应初期,溶液氧化还原电位及溶解氧浓度快速降低,pH及溶解铁浓度急剧升高,随着反应的进行,上述各参数值趋于稳定。     

微氧条件下固定化颗粒污泥的氯酚降解及菌群结构

将氯酚优势好氧菌与厌氧颗粒污泥以三种不同方式组合：（1）以聚乙烯醇和海藻酸钠为载体，采用冷冻法将氯酚优势好氧菌和厌氧颗粒污泥进行混合固定；（2）将氯酚优势好氧菌单独固定后再与厌氧颗粒污泥混合；（3）将氯酚优势好氧菌直接投加到厌氧颗粒污泥．比较三种固定化颗粒污泥在微好氧及厌氧条件下的五氯酚降解效果．结果表明：在氯酚优势好氧菌和厌氧颗粒污泥的混合固定中，微好氧条件下可通过厌氧菌与好氧菌的协同作用实现氯酚的厌氧好氧同时降解，而在厌氧过程中，三种固定化颗粒污泥的氯酚降解速率没有明显差别．厌氧好氧活性实验也进一步证实了固定化颗粒污泥中厌氧、好氧菌活性的存在，并进一步推导出了微氧条件下氯酚固定化颗粒污泥的菌群结构．     

S~0生物还原介导的铁矿物厌氧还原过程研究

针对水铁矿、赤铁矿和黄钾铁矾,综合利用同步辐射X线吸收近边结构光谱(XANES)、X线衍射(XRD)等方法,结合微生物的生长行为和高铁矿物的还原行为测定,研究碱性厌氧条件下元素硫(S~0)生物还原介导的3种不同铁矿物还原过程。研究结果表明:元素硫(S~0)可以有效促进奥奈达希瓦氏菌(Shewanella oneidensis MR-1)还原黄钾铁矾和水铁矿,但对赤铁矿作用不明显;硫的K边和铁的L边XANES说明3种铁矿物还原过程中均形成FeS类似物,FeS类似物的形成速率由高到低依次为黄钾铁矾、水铁矿和赤铁矿;高铁矿物还原程度由高到低依次为水铁矿、黄钾铁矾和赤铁矿。     

硫化纳米零价铁对五氯苯酚的脱氯及其增强反应

硫化作用可以提高纳米零价铁(nZVI)的催化活性.利用硼氢化物还原法合成了硫化钠米零价铁(S-nZVI),采用比表面积(BET)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(TEM)、傅立叶变换-红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)等方法对材料进行了物理化学性质的表征,应用高效液相色谱仪和离子色谱仪研究了S-nZVI对五氯苯酚(PCP)的脱氯性能.结果表明:与nZVI相比,S-nZVI在聚集体形态和孔隙率上发生明显改变;不同n(Fe2+)/n(S2-)、溶液pH、S-nZVI的老化以及S-nZVI的重新硫化活化对S-nZVI催化PCP的脱氯均有重要的影响;PCP脱氯效率在n(Fe2+)/n(S2-)=60时达到最大;S-nZVI对PCP的还原转化率随溶液pH(5~8)的升高而显著增加;老化的S-nZVI对PCP的降解性能降低,归因于该老化材料的结构发生了变化;而重新硫化活化产生的FeS层可以减小S-nZVI表面的钝化,从而延长S-nZVI的寿命.文中研究对拓展纳米零价铁的应用和环境污染物治理方面具有一定的参考价值.     

解聚凹凸棒土负载纳米Fe/Ni材料对水中2,4-二氯酚的脱氯降解性能

采用球磨-冷冻工艺对凹凸棒土进行解聚处理,分别以解聚前后的凹凸棒土为载体负载纳米Fe/Ni,对比研究了所制复合材料的微观结构及对水中2,4-二氯酚(2,4-DCP)的脱氯降解性能,并考察了环境温度、溶液初始pH值对材料脱氯降解2,4-DCP性能的影响。结果表明,经解聚处理后,以棒晶束聚集体存在的凹凸棒土分散形成单独的纳米棒晶,纳米Fe/Ni颗粒团聚情况得到改善,复合材料比表面积增大,对水中2,4-DCP的脱氯降解性能显著提升,适当提升环境温度和合理的溶液pH值(3.0～9.0)均有利于复合材料对2,4-DCP的脱氯降解,其主要途径是直接脱除2个氯原子生成苯酚,次要途径为2,4-DCP先脱去1个氯原子生成2-氯酚或4-氯酚,再脱去另一个氯原子生成苯酚。     

水热降解聚氯乙烯废弃物的研究

以超临界水为反应媒介,氢氧化钙为脱氯剂,将聚氯乙烯（PVC）废弃物转化为粒径在100—200nm的碳纳米颗粒。利用粉末X射线衍射、透射电子显微镜和拉曼光谱等手段对碳纳米颗粒进行了表征。并对该水热降解反应的机理进行了探讨。     

ZrO2-颗粒活性炭对4-氯酚废水吸附的热力学和动力学研究

研究了修饰活性炭对4-氯酚的静态吸附过程,并对吸附热力学及动力学进行了分析。实验结果表明:ZrO2-颗粒活性炭对水中4-氯酚的吸附量随着初始浓度的增加而增大,吸附4h后达到吸附平衡;其吸附等温线可用Freundlich模型描述,吸附过程符合Makay二级吸附动力学方程。在不同温度下,ZrO_2-颗粒活性炭对4-氯酚的吸附熵变ΔS大于零,说明该过程是一个熵增的过程;其焓变ΔH、吸附吉布斯自由能变ΔG均为负值,说明4-氯酚在ZrO_2-颗粒活性炭上的吸附是一个自发、放热的过程,为物理吸附,非单分子层吸附。     

温度对4-氯酚在厌氧颗粒污泥上吸附性能的影响

为考察温度对生物吸附性能的影响,采用传统的静态试验方法,以4-氯酚为吸附质,厌氧颗粒污泥为吸附剂,研究了温度对4-氯酚在厌氧颗粒污泥上吸附性能的影响。实验结果表明,不同温度下4-氯酚在厌氧颗粒污泥上的吸附可以很好地用Langmuir吸附等温方程(L方程)和Freundlich吸附等温方程(F方程)进行描述。L方程和F方程的相关系数R2分别在0.92～0.99和0.82～0.97之间,25℃时达到最高,分别为0.97(L方程)和0.99(F方程)。结果还表明,温度是影响4-氯酚在厌氧颗粒污泥上吸附的重要因素,随着温度的增高,平衡吸附量降低,4-氯酚在厌氧颗粒污泥上的吸附过程为放热过程。     

温度对4-氯酚在厌氧颗粒污泥上吸附性能的影响

为考察温度对生物吸附性能的影响,采用传统的静态试验方法,以4-氯酚为吸附质,厌氧颗粒污泥为吸附剂,研究了温度对4-氯酚在厌氧颗粒污泥上吸附性能的影响。实验结果表明:不同温度下4-氯酚在厌氧颗粒污泥上的吸附可以很好地用Langmuir吸附等温方程(L方程)和Freundlich吸附等温方程(F方程)进行描述。L方程和F方程的相关系数R2分别在0.92～0.99和0.82～0.97之间,25℃时达到最高,分别为0.97(L方程)和0.99(F方程)。结果还表明,温度是影响4-氯酚在厌氧颗粒污泥上吸附的重要因素,随着温度的增高,平衡吸附量降低,4-氯酚在厌氧颗粒污泥上的吸附过程为放热过程。     

电性矿物强化脱氯菌对水中TCE的降解

针对地下水环境中脱氯菌污染修复周期长、电子供给难度大、易带来二次污染等问题，设计以天然矿物电气石的电场刺激、水解供氢和水体调节性能强化含脱卤拟球菌(Dehalococcoidesspp.)的混合脱氯菌功能，通过将电气石和脱氯菌共同固定化，开发适用于地下水环境的生物强化原位修复技术．研究了共同包埋的电气石和脱氯菌对地下水典型有机污染物三氯乙烯(TCE)的降解性能．结果表明，在包埋材料海藻酸钠含量6%、凝固剂氯化钙含量6%、电气石含量1.0%、交联时间24 h条件下制得的固定化微球弹性好，机械强度高，粒径均匀分布在3～5 mm，具有多孔洞内结构和较为致密的外表面，既可提供电气石和细菌附着的场所，又能有效地防止微球内部菌体的流失．同时，包埋后的电气石仍能快速调节水体的pH和ORP，为厌氧脱氯菌提供适宜的生长代谢环境．无论是固定化还是分离体系，电气石的加入均增强了脱氯菌对TCE的还原脱氯效果，而电气石-脱氯菌共同固定化体系不仅能加快TCE的降解，在无外加电子供体的情况下仅180 h即可将16 mg/L的TCE完全去除，还显著促进了中间产物的进一步脱氯，反应800 h时终产物乙烯的转化率达到64...     

五氯酚的生物电化学催化厌氧转化过程与机制

研究了电催化体系、厌氧微生物体系和厌氧微生物电化学催化体系(电生物体系)对五氯酚(PCP)的降解,研究发现电生物体系的降解效率较电催化体系提高85.2%,较微生物体系提高18.5%.电生物体系中PCP脱氯的途径为:PCP先间位脱氯主要生成2,3,4,6-TeCP和2,4,6-TCP,而后2,4,6-TCP脱氯主要生成2,4-DCP,再经对位脱氯生成邻氯酚和苯酚;苯酚在阳极附近多菌种协同作用下进一步氧化,从而减少苯酚的积累加快了PCP的还原转化.电生物体系通过微生物对电子的"长"距离传递和生物还原转化,形成了电化学与生物的交互反应过程,提高了PCP的降解效果.     

低温等离子体对水体中4-氯酚的脱氯

利用平板双介质阻挡放电研究了富氧条件下水相中的4 氯酚的脱氯机理.结果表明,4 氯酚在等离子体的作用下能有效脱氯,而其CODCr下降相对缓慢;4 氯酚的脱氯过程在不同初始浓度和溶液初始pH值下均较好地符合一级反应;4 氯酚的脱氯速率常数与其初始浓度C0和初始pH值的关系分别近似为:k(C0)=0.326+0.678EXP( C0/48)和k(pH)=0.231+0.0452EXP(pH/3.53);pH值降低不利于4 氯酚的脱氯;等离子体降解4 氯酚主要是电子轰击水产生的水相活性粒子的作用,其中起主要作用的是OH·自由基和水合电子eaq ;气相中的活性物种对脱氯率的影响不大,但对CODCr的下降影响较大.     

Pd/CeO2对2,4-二氯苯氧乙酸的液相催化加氢脱氯

采用NaBH₄还原法分别制备了不同载体CeO₂、活性炭(AC)和石英砂(SiO₂)的负载型Pd基催化剂。采用Zeta电位、X射线衍射、透射电子显微镜等手段对催化剂进行表征，并利用高活性Pd/CeO₂催化剂对2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)进行液相加氢脱氯反应研究。研究结果表明：载体对催化剂活性影响较大，其中Pd/CeO₂催化剂具有高等电点、较强的金属-载体相互作用以及Pd颗粒高分散度的活性特征；Pd/CeO₂催化剂对2,4-D的脱氯效果随Pd负载量增加而增加，随pH值的增加呈现先升高后降低的趋势；Pd/CeO₂催化剂对2,4-D的加氢脱氯反应符合Langumir-Hinshelwood模型，表明2,4-D在催化剂表面的吸附是反应的速率控制步骤，且Pd/CeO₂对不同的污染物都表现出较高的液相加氢还原活性。     

一株3,5,6-三氯-2-吡啶酚降解菌Delftia sp. DFT的分离鉴定及降解途径研究

微生物降解是消除农药残留物3,5,6-三氯-2-吡啶酚(TCP)的有效方法,但其降解机制并不清楚。为探究TCP完整的代谢途径和降解机制。采用富集分离法从农田土壤中分离了一株TCP降解细菌,并分别通过高效液相色谱和液相色谱-质谱(LC-MS)技术检测了菌株的降解性能,并鉴定了其代谢产物。该菌株为Delftia sp. DFT菌,它能在48 h内对50 mg/L的TCP降解率达34.28%,同时也能降解3,5-二氯-2-吡啶醇、6-氯-2-吡啶醇和2-羟基吡啶等其他氯代吡啶类化合物。在降解TCP过程中,共鉴定了12种不同的TCP代谢产物。初步推测水解-氧化脱氯途径、还原脱氯途径、反硝化及烷基化途径可能共同参与了菌株DFT对TCP的降解。据文献调研,这是首次在Delftia sp.菌中发现有四种可能的TCP代谢途径的报道,这为纯培养物中的TCP降解机制研究提供了参考信息。     

Fe/S耦合催化剂的合成及其芬顿催化性能

采用低温真空冷冻干燥方法,以FeSO4和Na2 S为原料合成了含NaFe2 OH(SO3)2·H2 O、FeS和FeS2等主要成分的复合物芬顿催化剂,采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对材料进行了表征,并以苯酚为目标污染物,研究该催化剂对苯酚的催化降...     

碳酸钠在高磷鲕状赤铁矿直接还原中的作用

为了研究碳酸钠对尼日利亚某高磷鲕状赤铁矿直接还原焙烧-磁选脱磷效果的影响,采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)研究了添加碳酸钠后直接还原焙烧的产物.结果表明,还原焙烧过程中添加碳酸钠后可以实现脱磷:碳酸钠的加入抑制了铁橄榄石的生成,阻断了磷进入金属铁的过程;使得鲕粒结构破坏,促进金属铁颗粒的聚集长大,有利于金属铁颗粒与脉石的解离;原矿中含磷矿物在焙烧过程中与碳酸钠反应生成可溶性的Na3PO4,在磨矿磁选过程中溶于水,使直接还原铁中磷的含量降低.