响应面优化电芬顿法降解印染废水工艺研究

采用电芬顿法以亚甲基蓝溶液为印染模拟废水，降解率为评价指标，考察通电时间、pH、亚铁离子、过氧化氢投加量和电流(I)5个因素对其降解率影响。在单因素试验的基础上采取5因素3水平的响应面Box-Behnken中心拟合设计和分析试验，探究电芬顿降解亚甲基蓝最优降解工艺条件。试验结果表明电芬顿法降解亚甲基蓝印染模拟废水的最优工艺条件为：通电时间32.485 min、pH=3.486、亚铁离子投放量0.20 mmol、过氧化氢投放量0.682 mL,电流强度130.179 mA,并在该最优条件下进行3组平行验证试验得出亚甲基蓝溶液平均降解率97.3%,而模型预测值为98.4%,实测值与预测值相对偏差1.12%,可见响应面优化阴极电芬顿法降解印染模拟废水工艺模型可靠，具有一定的应用价值。     

Fe_3O_4@NiSiO_3催化剂制备及其催化芬顿氧化降解染料性能

通过溶剂热法和溶胶凝胶法制备Fe_3O_4@NiSiO_3纳米催化剂,并利用TEM、XRD、VSM、BET进行表征。构建非均相芬顿氧化体系,由单因素实验得出最佳降解条件为,pH为5.5、催化剂投加量为1.00 g·L~(-1)、H_2O_2投加量为2.5%时,罗丹明B的降解率达95%以上。利用磁性分离催化剂并重复利用5次,罗丹明B降解率无明显降低,证明Fe_3O_4@NiSiO_3纳米催化剂重复利用性能良好。同时,考察了该催化剂对其他4种染料:酸性大红3R、孔雀石绿、甲基橙、亚甲基蓝的催化芬顿氧化降解性能。结果表明,孔雀石绿、罗丹明B、亚甲基蓝的降解率均达95%,但偶氮类染料降解率较低。通过对比实验进一步研究表明,Ni元素对芬顿反应起促进作用。     

超声波芬顿法协同降解亚甲基蓝的研究

以亚甲基蓝溶液为模型污染物,在超声波芬顿法协同作用下对亚甲基蓝染料废水的降解作用进行了研究,考察了反应时间、H2O2用量、溶液pH值、Fe2+的浓度等因素对亚甲基蓝溶液降解的影响。结果表明,超声波单独降解亚甲基蓝溶液脱色效果不明显,超声波协同H2O2降解亚甲基蓝,加入30%H2O26mL,脱色率约45.80%;溶液pH2.80,Fe2+浓度为30mmol/L时,超声波芬顿法协同降解甲基蓝180min,脱色率达92.70%。试验证明,超声波芬顿法是一种降解亚甲基蓝的有效方法。     

铁/钴改性碱式碳酸铜类芬顿反应研究

碱式碳酸铜作为一种常见的铜基催化剂,其类芬顿反应活性可通过引入多种变价元素获得提高.利用水热法制备了铁/钴改性碱式碳酸铜,利用X射线衍射法研究了铁/钴改性对碱式碳酸铜结构和生长的影响.以亚甲基蓝为降解物,研究了铁/钴改性、反应温度对亚甲基蓝降解反应动力学和反应速率的影响.实验结果表明,由于钴和铜元素的协同增强作用,以钴改性碱式碳酸铜为催化剂时,亚甲基蓝降解反应活化能最低(74.53 kJ·mol-1),反应速率最快,表现出最佳的类芬顿反应活性.     

光磁耦合技术降解亚甲基蓝染料废水

针对偶氮类难降解有机物的染料废水具有色度大、难降解等问题,模拟了具有偶氮结构的亚甲基蓝染料废水,对光磁耦合技术降解亚甲基蓝染料废水进行了研究,讨论了二氧化钛投加量、磁场、亚甲基蓝溶液初始质量浓度、pH值和光照时间对降解亚甲基蓝溶液效果的影响.试验结果表明:磁场有助于加强改善光催化氧化作用,增强亚甲基蓝溶液废水的降解效果;在场强为250 mT的磁场作用下,二氧化钛投加量1 g·L-1,亚甲基蓝初始质量浓度10 mg·L-1,pH=11,光照时间90min条件下,光磁污水处理技术对亚甲基蓝溶液COD去除率和脱色率分别为82.76%和86.02%.对比亚甲基蓝溶液处理前后紫外-可见光谱图的变化,发现经光磁耦合方法降解后,偶氮键及苯环都受到破坏,大部分亚甲基蓝已经被氧化分解.     

磁芬顿处理DMAC废水的实验研究

N-N二甲基乙酰胺(DMAC)是化纤废水的主要污染物,具有毒性大,生物难降解等特点.研究了磁芬顿法和芬顿法处理DMAC的效果,探讨了最佳处理条件及降解机理.结果表明:在FeSO4·7H2O的投加量为12g/L,H2O2的投加量为12mL/L,pH值为3.0,反应时间为60min的条件下,原水浓度为250mg/L的DMAC模拟废水处理实验中,磁芬顿法的COD去除率为82.1%,较未磁化提高18.5%.动力学研究表明,磁芬顿法和芬顿法降解COD符合一级反应,反应速率常数分别为0.029min-1和0.013min-1,磁场可加快芬顿反应速度.     

亚甲基蓝废水的光磁耦合降解

基于光磁耦合试验系统,利用新型复合磁性光催化剂,研究亚甲基蓝废水的降解性能,并讨论磁场强度、旋转速度、反应时间以及催化剂投加量对光磁耦合反应的影响.结果表明:旋转磁场能够显著加强光催化降解亚甲基蓝效果,当磁场强度为50 m T,转速为70 r·min-1,反应时间为120min,催化剂投加量为1.2 g·L-1条件下,光磁耦合处理系统对初始质量浓度为10 mg·L-1亚甲基蓝溶液的降解率为93.02%.通过对反应前后溶液的紫外-可见光扫描,发现经过光磁耦合处理系统作用反应后的溶液中,偶氮键与苯环特征峰均已消失,大部分亚甲基蓝得到有效降解.     

Fe3O4@NiSiO3催化剂制备及其催化芬顿氧化降解染料性能研究

通过溶剂热法和溶胶凝胶法制备Fe₃O₄@NiSiO₃纳米催化剂,并利用TEM、XRD、VSM、BET进行表征。构建非均相芬顿氧化体系,由单因素实验得出在最佳降解条件为, pH值为5.5、催化剂投加量为1.00 g.L_-1、H₂O₂投加量为2.5%时,罗丹明B的降解率达95%以上。利用磁性分离催化剂并重复利用5次,罗丹明B降解率无明显降低,证明Fe₃O₄@NiSiO₃纳米催化剂重复利用性能良好。同时,考察了该催化剂对其它四种染料：酸性大红3R、孔雀石绿、甲基橙、亚甲基蓝的催化芬顿氧化降解性能。结果表明,孔雀石绿、罗丹明B、亚甲基蓝的降解率均达95%,但偶氮类染料降解率较低。通过对比实验进一步研究表明,Ni元素对芬顿反应起促进作用。     

紫外光电芬顿降解四环素性能研究

以钌铱钛电极为阳极，碳刷为阴极，长波紫外线LED灯为光源构建光电芬顿体系降解四环素.研究了四环素初始浓度、电流密度、pH值和通气条件对四环素降解的影响及不同类型的活性氧簇所发挥的作用.结果表明，·OH是降解四环素的主要活性物种，适宜的pH条件(pH=3)、通气增氧可显著提高四环素的降解率.当电流从60 mA增加至100 mA,四环素的降解率可提高至95.51%,最佳条件下四环素降解率达97.00%,矿化率达57.85%.     

溶胶-凝胶法制备铁酸钇/氧化锌及声催化性能

溶胶-凝胶法制备YFeO_3/ZnO纳米粒子,并对样品进行了X-射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征,研究了其对次甲基蓝溶液的声催化降解性能.此外,还研究了煅烧时间、煅烧温度,超声照射时间,染料初始浓度和催化剂的用量对次甲基蓝的降解率的影响.结果表明,当煅烧温度为500℃,煅烧时间为60 min,超声照射时间为180min,催化剂质量浓度为1.0g·L^(-1),次甲基蓝溶液的浓度为10mg·L-1时,YFeO_3/ZnO对次甲基蓝的降解率达到73.67%,加入YFeO_3能够大大提高ZnO的声催化效率.     

PW/MCM-41光催化降解亚甲基蓝溶液研究

制备并表征了介孔分子筛MCM-41负载杂多酸H3PW12O40(PW)光催化剂.可见光照射下对模拟染料废水亚甲基蓝(MB)溶液进行了光催化降解实验,考察了影响催化降解的主要因素.结果表明:催化剂加入量为3.0g·L-1,MB初始浓度为10mg·L-1,pH=5时,在可见光照射下,亚甲基蓝溶液降解率最高可达92.57%.     

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%.     

纳米TiO2光催化降解亚甲基蓝的研究

在封闭的光催化反应器中，以紫外光为光源，γ-Al2O3为载体，纳米TiO2为催化剂，进行了亚甲基蓝溶液降解脱色研究，分别从催化剂用量、反应初始浓度、光源强度及H2O2的添加量等方面考查了亚甲基蓝的降解率。结果表明，能够有效地完成亚甲基蓝等有机物降解脱色和降解，降解率可达95％以上。     

CuO/ TiO2H2O2光催化体系中亚甲基蓝脱色机理

采用水解法制备了具可见光响应能力的CuO/TiO2光催化剂.通过对不同光源和pH条件下体系中·OH存在量和脱色率的考察,提出了亚甲基蓝光催化脱色的机理.紫外光照射时,酸性条件下体系中有大量·OH生成,·OH扩散至液相中起主要脱色作用;碱性条件下·OH生成量较少,·OH通过与吸附于催化剂表面的亚甲基蓝作用来实现脱色;中性时两者协同作用.该3种条件下脱色率均远高于弱酸和弱碱时.光源为可见光时,光催化体系中电子传递产生回路,各种PH条件下体系中均只有少量·OH生成.酸性和中性条件下·OH必须扩散至液相中与亚甲基蓝反应,脱色率极低;碱性条件下亚甲基蓝被吸附于催化剂表面,·OH利用效率提高,同时由于光敏化作用的存在,使得脱色率极高.     

纳米TiO_2的制备及其光催化性能的评价

采用钛酸四丁酯在酸性条件下水解生成溶胶、凝胶,进而将凝胶干燥、煅烧、研磨过筛,制成锐钛矿型TiO_2纳米晶。通过X射线粉末衍射、红外光谱、透射电镜等手段表征产品的组成、结构、形貌和粒径等。测定TiO_2纳米晶在紫外光条件下催化亚甲基蓝和甲基橙降解率,评价其光催化降解性能。实验结果表明,纳米TiO_2光催化降解亚甲基蓝和甲基橙的反应均符合一级动力学方程,且降解亚甲基蓝的反应速率常数明显高于降解甲基橙的速率常数。     

磁性Fe_3O_4-Ce多相类Fenton体系催化氧化弱酸艳蓝

以蒽醌类染料弱酸艳蓝为研究对象,研究了Fe_3O_4-Ce多相类芬顿体系对其降解的效能,并采用Box-Behnken响应曲面实验优化了其降解的工艺条件,同时探讨了无机离子与有机醇共存时,对弱酸艳蓝去除效能的影响.结果表明,催化剂的投加量与p H对去除率的影响非常明显.该多相类芬顿体系降解弱酸艳蓝的最佳工艺条件为:Fe_3O_4-Ce投加量为0.25 g、过氧化氢加入量为0.15 m L、p H值为2.1、体积为200 m L、质量浓度为50 mg/L,在此条件下,脱色率为98.2%.HPO_4~(2-)、CO_3~(2-)、PO_4~(3-)、H_2PO_4~-、HCO_3~-无机离子对弱酸艳蓝降解有着非常强的抑制作用;同时异丙醇与叔丁醇对其催化氧化抑制作用显著.     

硫酸铁改性活性炭催化微波照射快速降解亚甲基蓝的研究

在硫酸铁改性活性炭存在下,微渡照射能使溶液中的亚甲基蓝迅速降解。对总体积25mL,浓度100mg／L的亚甲基蓝溶液,改性活性炭加入量0．4g／L,微波照射3．0min时亚甲基蓝的降解率可达69．31％。适当提高改性活性炭加入量,如1．0g／L时,同样照射条件下溶液中的亚甲基蓝降解率即可达100％。结果表明,改性活性炭作为微波降解亚甲基蓝的催化剂具有降解速率快,成本低,没有中间产物生成和不会造成二次污染等优点,适合于大规模治理染料废水。另外,采用紫外一可见光谱和离子色谱技术探讨了微波照射时问、亚甲基蓝初始浓度、改性活性炭用量、改性液硫酸铁浓度和酸度以及溶液酸度对亚甲基蓝降解率的影响。     

Ag-Ti-O复合膜可见光光催化降解亚甲基蓝

以溶胶-凝胶法制得AgNO3掺杂的TiO2溶胶,选用铝合金为载体,采用提拉法制得Ag-Ti-O复合膜.以亚甲基蓝为目标降解物,评价了膜片的可见光光催化性能.用XRD、FT-IR、SEM等方法对膜片的理化性能进行表征.结果表明:Ag-Ti-O复合膜对亚甲基蓝的可见光光催化降解表现出优异的活性,在AgNO3的添加量为8×10-2mol/L和拉膜次数为3次的条件下,对亚甲基蓝的脱色率可达98%;膜片重复使用8次,活性持续保持良好.     

改性TiO2膜的制备及其光催化降解染料的研究

选用铝片为载体,以溶胶-凝胶法制得掺杂Ag的改性二氧化钛溶胶,采用拉膜法制得TiO2膜.用XRD、FT-IR对膜片的理化性能进行初步表征,并分别以甲基橙和亚甲基蓝作为目标降解物,考察了膜片在紫外光和可见光下的光催化活性.初步研究结果表明,Ag改性TiO2膜对染料表现出良好的光催化活性,当添加量为0.08 mol/L时,在254 nm的紫外光下对甲基橙的脱色率可达71%,在可见光下对亚甲基蓝的脱色率可达98%.     

TiO2/SiO2气凝胶对亚甲基蓝降解的光催化活性

采用溶胶-凝胶过程和非超临界干燥法制备了TiO2/SiO2气凝胶,并对所得样品的结构进行了表征,研究了TiO2/SiO2气凝胶对亚甲基蓝(MB)降解的光催化活性.结果表明TiO2/SiO2气凝胶是一种轻质的连续多孔性块状材料,具有较高的机械强度;依据制备条件的不同,TiO2/SiO2气凝胶的比表面积在300～400m2·g-1范围内,平均孔径为20～40nm,孔体积在1～2cm3·g-1之间;TiO2/SiO2气凝胶对亚甲基蓝降解的光催化活性远高于粉末状的TiO2;钛硅的摩尔比n(TiO2)∶n(SiO2)=1∶6时制得的TiO2/SiO2气凝胶,经600℃焙烧热处理,在弱碱性条件下对亚甲基蓝降解的光催化活性较高;TiO2/SiO2气凝胶对亚甲基蓝降解反应的活化能为8.706kJ·mol-1.