紫外光助零价铁活化过硫酸盐降解全氟辛烷磺酸盐

针对全氟辛烷磺酸盐(PFOS)去除,构建紫外光助零价铁活化过硫酸盐降解体系。考察了体系中零价铁粉浓度、过硫酸盐浓度和pH值对降解效果的影响。结果表明:紫外光和零价铁共同激活过硫酸盐产生硫酸根自由基(SO_4·~-)攻击水中PFOS,至反应24 h时,体系对PFOS的降解率达到91%;适度增加体系零价铁粉浓度、过硫酸钠浓度会提高体系对PFOS的降解率,但持续增加零价铁粉浓度、过硫酸钠浓度,不会持续增加体系对PFOS的降解率;酸性适度(pH=3,pH=4)条件下体系对PFOS的降解效果优于强酸(pH=2)和弱酸偏中性(pH=5,pH=6)条件下的降解效果。     

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.     

石墨阴极电芬顿降解诺氟沙星的研究

采用石墨板作为阴极,钌铱钛电极作为阳极,进行电芬顿降解诺氟沙星废水的研究,探讨了电流、pH、氧气流量、Fe~(2+)浓度、诺氟沙星初始浓度对诺氟沙星降解的影响.结果表明,在pH=3、电流为0.08 A、氧气流量为200 mL·min~(-1)、Fe~(2+)质量浓度为10 mg·L~(-1)的最佳条件下,初始质量浓度为25 mg·L~(-1)的诺氟沙星降解率达73.6%.     

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.     

硫酸根自由基降解氟喹诺酮抗生素动力学模型构建

针对水环境中广泛残留的氟喹诺酮类抗生素污染问题,采用热激活过硫酸盐方式降解3种典型氟喹诺酮抗生素(环丙沙星、诺氟沙星、恩诺沙星),考察其在不同pH下的降解情况,构建相关自由基动力学氧化模型,并将数学模型与实验数据相耦合计算体系中特征自由基的浓度及目标物拟二级动力学反应常数。研究结果表明:建立的模型能够较好地描述氟喹诺酮微观反应动力学,反应体系中·SO_4~-及·HO浓度受pH影响较大,环丙沙星、诺氟沙星、恩诺沙星与·SO_4~-反应的二级动力学常数分别为6.96×107±2.31,2.52×10~7±4.47和8.55×10~7±1.98L/(mol·s)。     

可见光下TiO_2协同过硫酸盐光催化降解罗丹明

应用过硫酸盐(PS)协同TiO_2在可见光下光催化/降解了废水中残留的典型稳定阳离子碱性染料罗丹明(RhB),考察了PS和TiO_2投加量、pH、黄腐酸浓度对RhB降解的影响,并通过自由基抑制剂实验,验证了体系中主要的自由性基团种类.结果表明:投加固定量的PS,能够有效提高RhB的降解速率;当PS与TiO_2的投放量分别为1.0mmol/L与0.5 g/L时,去除效率最高;溶液初始pH对RhB的降解影响较小,而水中存在的黄腐酸对于RhB降解具有明显的抑制作用;反应120 min后,体系中TOC的去除率最高为58%.探针实验表明:硫酸根自由基(SO_4~(·-))以及超氧自由基(O_2~(·-))为可见光/TiO_2/PS体系中的主要活性物质;且催化剂在5次循环利用后,RhB去除率仍保持在95%以上.     

Fe~(2+)/Na_2S_2O_8法去除水中四环素的实验研究

研究了二价铁活化过硫酸钠法去除水中四环素(TC)的影响因素与机理,为四环素类废水的治理提供了新方法。研究结果表明,水中TC降解率随Na_2S_2O_8浓度的增大而增大;随TC浓度的增加而减小;随Fe~(2+)浓度升高,TC降解率先增大再减小,说明过高浓度的Fe~(2+)对反应产生抑制作用。在初始条件TC浓度为10μmol/L,Na_2S_2O_8浓度50μmol/L,Fe~(2+)浓度50μmol/L,pH为3.4时,TC降解率可以达到92%。利用分子探针法证明了体系中产生的自由基为SO_4~-·和·OH,其中SO_4~-·为主要作用自由基。     

纳米零价铝活化过硫酸盐降解卡马西平

通过液相还原法合成了粒径在100～200 nm之间的类球形纳米零价铝(nZVAl)颗粒.合成的nZVAl能在较广的pH范围(2.5～10)内有效活化过硫酸盐(PS)降解卡马西平(CBZ).结果表明:在初始pH=3,PS浓度为0.5 mmol·L~(-1),nZVAl质量浓度为0.15g·L~(-1)条件下反应30 min后,CBZ的去除率达到94.3%,优于商品铝粉;PS浓度上升会促进nZVAl的腐蚀,提高CBZ的降解效率;SO_4~(2-)腐殖酸(HA)的存在会抑制CBZ的降解效率,而Cl~-的存在显著促进CBZ降解;nZVAl/PS体系中产生的SO_4~(·-)是降解CBZ的主要活性自由基;X射线光电子能谱(XPS)分析表明Al~0是nZVAl中活化PS的主要成分,并且nZVAl表面氧化层钝化为Al_2O_3是反应后续降解效率降低的主要原因.     

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).     

254nm紫外光活化过硫酸钾降解双酚A的研究

采用254nm紫外光活化过硫酸钾产生硫酸根自由基(SO-·4),利用SO-·4降解环境内分泌干扰素双酚A(BPA).研究结果表明:BPA的降解过程完全符合表观一级反应动力学特征,增加过硫酸钾初始浓度和光强,BPA的去除率均会提高,当过硫酸钾浓度达到4mmol·L-1时,BPA在30min内的降解率达到了89%,BPA的去除率随着其初始浓度的下降而增加,当BPA初始浓度为20μmol·L-1时,5min内BPA降解了66.3%,但BPA的总去除量随着其初始浓度增加而提高,溶液pH值为7.0时,BPA的降解效果最好,30min达到了93%.在该体系中,SO-·4是起氧化作用的主要活性物种.     

热活化过硫酸钠降解水中1-萘酚的研究

通过热活化过硫酸钠降解水中的1-萘酚,考察了温度、过硫酸钠(PS)投加量、初始p H值和1-萘酚初始浓度对降解过程的影响;并对自由基进行了鉴定.实验结果表明:1-萘酚初始浓度为20 mg/L,PS投加量为1.65 g/L,溶液初始p H为5.8,温度为60℃时,20 min 1-萘酚的降解率可达86.30%.1-萘酚的降解率随着温度的升高及PS投加量的增加而增大.自由基鉴定实验表明,热活化过硫酸钠降解1-萘酚的过程中,SO4-·和·OH均有生成并参与反应,而SO4-·起主导作用.     

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.     

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。     

紫外激活过硫酸钠降解环境雌激素17β-雌二醇分析

针对自然水体中引起广泛关注的环境雌激素问题,采用低压汞灯激活过硫酸钠(PS)方法构建UV/PS复合体系,降解水中残留的典型环境雌激素17β-雌二醇(E2).实验考察了在UV/PS体系下溶液初始p H值、过硫酸钠的初始浓度、常见阴离子(Cl~-,HCO_3~-,NO_3~-)等环境因素对E2降解的影响,并对反应动力学机理进行了阐述.结果表明:UV/PS体系降解E2遵循拟一级动力学反应模型;反应最佳p H值为7.0;增加过硫酸钠投量,可促进E2的降解;环境阴离子可促进E2的降解;体系中降解E2的主要自由基为·SO-4.研究为UV/PS高级氧化体系降解环境雌激素方面提供了理论依据.     

超声强化海绵铁催化过硫酸钾降解磺胺嘧啶研究

本文研究了超声强化对海绵铁催化过硫酸钾(Ultrasound/Sponge Iron/Potassium Persulfate, US/SI/PS)降解磺胺嘧啶的效果,考察了过硫酸钾和海绵铁添加量,磺胺嘧啶(Sulfadiazine,SD)浓度、初始pH、温度等因素的影响。结果表明,磺胺嘧啶浓度15 mg/L,溶液温度25℃,超声功率56 W,初始pH=9.0±0.1,过硫酸钾和海绵铁添加量分别为0.4 g/L和0.6 g/L,磺胺嘧啶30 min的降解率达到93.3%。US/SI/PS降解磺胺嘧啶的过程符合准一级反应动力学。US/SI/PS体系降解磺胺嘧啶为硫酸根自由基(SO_4~-·)和羟基自由基(HO·)的联合作用。海绵铁的重复性结果表明,使用三次后,磺胺嘧啶30 min的去除率仍保持在93%以上,XRD分析说明海绵铁表面产生的Fe~(2+)氧化物一定程度上保持了海绵铁的催化能力。     

类光-芬顿体系PW_(11)O_(39)Fe(Ⅲ)(H_2O)~(4-)/H_2O_2可见光催化降解罗丹明B

以Keggin型铁取代杂多阴离子PW11O39Fe(Ⅲ)(H_2O)4-(PW11Fe)为可见光活性组分构建了一个类光-芬顿体系(PW11Fe/H2O2),并用于模型污染物罗丹明B(Rh B)的可见光催化降解,同时考察了H2O2浓度、PW11Fe浓度、Rh B初始浓度及溶液p H值对Rh B可见光催化降解速率的影响,讨论了Rh B光催化降解的动力学性质。实验结果表明,当溶液p H=4.5时,由0.6 mmol·L-1PW11Fe和4 mmol·L-1H2O2构成的体系对Rh B的光催化降解效果最佳,0.01 mmol·L-1的Rh B在250 W金卤灯照射下反应60 min,其降解率达到100%,反应240 min,总有机碳(TOC)去除率约48%。羟基自由基猝灭和电子顺磁共振(EPR)实验表明,PW11Fe/H2O2体系在可见光照射下产生羟基自由基,从而导致Rh B的快速降解,降解反应的表观速率常数k为(6.2±2)×10-2mmol·L-1·min-1。     

UV/H2O2对化工废水中2，6-二氯吡啶的降解研究

含氮杂环化合物随着化工行业的发展不断进入环境中,增加了对生态环境的威胁.考察了UV/H2O2对化工废水中含氮杂环化合物2,6-二氯吡啶(2,6-DCLPY)的降解特征,降解过程中的2,6-DCLPY浓度通过紫外分光光度法测定;并对2,6-DCLPY降解反应的影响因素包括初始2,6-DCLPY浓度、H2O2浓度、pH和共存阴离子等进行了研究.结果表明:2,6-DCLPY在UV/H2O2体系下的降解符合准一级反应动力学,该体系中羟基自由基(·OH)是降解2,6-DCLPY的主要活性物质,UV起协同作用;随着H2O2用量的提高,2,6-DCLPY的降解效率也逐渐提高,当H2O2和2,6-DCLPY的投加摩尔比为37"1,pH为7.2时达到最高降解率77.3％.共存阴离子HCO-3和NO-3因能与·OH直接发生反应,对降解反应有显著的抑制作用.吡啶环上存在氨基等给电子基团有利于吡啶类污染物的降解,而氯等吸电子基团会抑制吡啶类污染物的降解.     

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。     

MnO_2@graphene为阴极催化剂的微生物燃料电池产电性能研究

以碳布为阴阳极材料,乙酸钠为底物,MnO_2@graphene为阴极催化剂构建空气阴极单室微生物燃料电池(MFC),研究了阳极液pH、阳极底物初始COD浓度、MFC运行温度等因素对MFC输出电压和产电功率的影响﹒研究结果表明,阳极液pH对MFC产电性能影响最大,而阳极底物初始COD浓度影响最小﹒在阳极液pH为8、MFC运行温度为308 K和阳极底物初始COD浓度为800 mg/L时MFC的产电性能和污水处理最佳﹒在此条件下,MFC对污水中COD的降解率可达98.4%,输出电压和产电功率密度分别可达0.813 V和2 046.9mW/m~2,说明以MnO_2@graphene为阴极催化剂的MFC具有较好的产电性能和污水处理效能﹒     

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。