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.     

废钢渣负载CuO制备催化剂活化过硫酸盐降解磺胺类抗生素的研究

以废钢渣(SSS)为原料,通过化学沉淀法在SSS表面引入CuO,制备一种高效的、可回收的非均相催化剂CuO/SSS,并将其用于去除废水中传统生物处理难降解的磺胺类抗生素[磺胺对甲氧嘧啶(SMD)、磺胺嘧啶(SDZ)和磺胺甲恶唑(SMX)]．在催化剂投加量1～2 g/L、过硫酸钾(PS)投加量2～4 mmol/L、反应时间30 min的最佳反应条件下,CuO/SSS+PS对20 mg/L的3种不同磺胺类抗生素的去除率均超过75%,其中SMD的去除率达到80.29%．另外,在海水、湖水和自来水基质中,CuO/SSS+PS对SMD的去除率略微降低至54%～76%,这主要归因于存在于真实天然水中的各种无机阴离子．通过密度泛函理论(DFT)和液相色谱-质谱联用仪(LC/MS)的结果模拟了SMD的降解路径,得出主要降解途径是嘧啶环打开、O₂S—NH键断裂、自由基攻击苯环．CuO/SSS+PS在去除难降解抗生素SMD时具有高效性,为活化过硫酸盐降解难降解有机废水寻得了一条途径．     

Co~(2+)催化超声/H_2O_2降解环丙沙星

论文研究过渡金属离子Co~(2+)对超声/H_2O_2(US/H_2O_2)降解环丙沙星的催化效果,考察了Co~(2+)、H_2O_2添加浓度、反应温度及初始pH值等主要因素的影响。结果表明,Co~(2+)能够有效催化超声/H_2O_2体系降解环丙沙星,降解过程符合假一级反应动力学。H_2O_2浓度在4.0~32.0mmol/L,Co~(2+)浓度在25.8~96.8mmol/L范围,环丙沙星的降解率随H_2O_2和Co~(2+)添加浓度的增加而升高;温度对环丙沙星的降解影响较大,15℃~45℃范围,降解率随温度的升高而升高;初始pH值为3.0时环丙沙星的降解率最高。异丙醇的抑制实验表明,Co~(2+)增强环丙沙星超声降解主要在于·OH的氧化作用。HPLC谱图表明,环丙沙星在Co~(2+)/US/H_2O_2降解体系中主要生成三种产物,推断其通过两种途径进行降解。     

Fe3O4/rGO催化臭氧和过硫酸盐高级氧化降解磺胺嘧啶的研究

系统考察了Fe3O4/rGO复合材料催化臭氧和过硫酸盐降解磺胺嘧啶的效能与机制.研究发现两种高级氧化体系中GO与Fe3O4质量占比为15％的催化剂(Fe3O4/rGO15wt％)对SDZ的降解效率最佳,并观察到Fe3O4和GO之间在对O3和PS催化中的协同作用.同时,研究了水环境共存阴离子(Cl-,SO42-和NO3-)对SDZ降解效果的影响.通过淬灭实验明确了该催化剂在O3体系中SDZ降解中的活性氧化物种,既羟基自由基(?OH),超氧自由基(O2·-)和单线态氧(1O2).在PS体系中,活性氧化物种为硫酸根自由基(SO4·-)和1O2.通过实际水环境的模拟实验和稳定性实验发现,与PS体系相比,该催化剂在O3体系对含SDZ的水体表现出较强的降解效能与更稳定的特性.     

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.     

Cu(Ⅱ)-Fe(Ⅱ)-H2O2协同催化氧化降解甲基橙

考察pH值、温度、H2O2、Cu(Ⅱ)和Fe(Ⅱ)添加量对Cu(Ⅱ)-Fe(Ⅱ)-H2O2催化氧化降解甲基橙(MO)的影响。提出了羟基自由基降解甲基橙的机理,并通过数据处理得到了甲基橙的降解动力学模型。研究结果表明:Cu(Ⅱ)和Fe(II)对甲基橙的降解存在协同催化效应,处理200 mL质量浓度为1.5 g/L的甲基橙模拟废水的最佳催化氧化条件为:pH 3.0,温度60℃,过氧化氢(体积分数30%)10 g/L,硫酸铜4.0 g/L,硫酸亚铁0.1 g/L,反应速率常数0.943 min-1;Cu(Ⅱ)-Fe(Ⅱ)-H2O2催化体系对甲基橙的降解速率高,5 min即可实现对甲基橙的完全降解。     

高铁酸钾去除水中磺胺嘧啶

采用高铁酸钾去除水中磺胺嘧啶,探讨高铁酸钾投加量和反应液pH值对磺胺嘧啶去除效果的影响,并利用LC-HESI-MS-MS分析高铁酸钾氧化磺胺嘧啶的降解机理.结果表明:高铁酸钾对磺胺嘧啶具有很好的去除效果,当反应液pH值为7.0且高铁酸钾投加量为0.100 0 mmol·L-1时,反应10 min后0.02 mmol·L-1的磺胺嘧啶去除率达到86.2％,而反应液TOC浓度下降率不超过10％;在试验条件范围内,随着高铁酸钾投加量的增加,磺胺嘧啶的去除率提高;中性和弱酸性条件下,磺胺嘧啶反应速率及去除率明显高于碱性条件;LC-HESI-MS-MS产物检测发现大部分的磺胺嘧啶仅转化为大分子产物,未得到彻底矿化,这与TOC浓度检测结果一致.     

有机溶剂中4,4'-二溴联苯的超声降解

研究了有机溶剂中4,4'-二溴联苯(4,4'-DBB)的超声降解.考察了初始质量浓度、处理时间及添加氧化剂(H2O2)和盐(NaCl)后的联合作用对降解率的影响.采用超声频率20 kHz、固定声强0.16W/cm2的超声波作用一段时间,结果表明:初始质量浓度越大,降解率越低;超声时间越长,降解率越高.单独超声降解8 mg/L 4,4'-DBB溶液600 min,降解率可达16.0%.而加盐超声240 min,10 mg/L 4,4'-DBB溶液的降解率可提高到12.1%,符合一级反应规律,一级反应常数为-5.231 18×10-4 min-1.超声与过氧化氢(US/H2O2)联合作用180 min,2 mg/L 4,4'-DBB溶液的最终降解率可达到43.1%.     

零价铁催化降解2,4-二叔丁基苯酚的试验研究

采用零价铁(Fe0)激活过硫酸盐(PS)产生SO-4·,氧化降解水中的2,4-二叔丁基苯酚(DTBP).通过改变零价铁初始投加量、PS初始浓度、初始p H值、温度等因素,探索这些因素对DTBP降解效果的影响,并且比较了紫外光(UV)、Fe0以及Fe~(2+)对DTBP的催化降解效果.结果表明:DTBP的降解速率随着Fe0投加量由0.5 mmol/L提高到4.0 mmol/L而加快,当投加量提高到5.0 mmol/L时则会发生抑制作用;当DTBP溶液中PS的浓度由0.125 mmol/L提高至0.500 mmol/L时能够加快DTBP的降解速率,但是进一步增大PS的浓度会使DTBP的降解速率先降后升;Fe0催化降解DTBP的速率随着溶液初始p H值的升高而逐渐减小;热激活PS体系中,提高温度对激活PS降解DTBP的效果有限,当温度升高至55℃时,60 min内仅有42%的DTBP被降解;当温度从35℃升高到45℃时,在热激活PS和Fe0/PS体系中,DTBP的降解速率均发生轻微的下降;相较UV和Fe~(2+),Fe0能够持续稳定地催化降解DTBP,在60 min内完成98%的最大降解率,且从经济性和节能方面考虑也占有优势.     

Mn-Bi25FeO40催化活化过硫酸盐高效降解抗生素磺胺嘧啶的研究

活化过硫酸盐的高级氧化工艺因其可以生成活性氧已经成为当前降解抗生素的前沿性技术，而开发新型高效的催化剂又是此技术发展的关键。向 Bi₂₅Fe O₄₀中掺杂 Mn 元素，采用水热法合成 Mn-Bi₂₅Fe O₄₀复合材料，并将其作为一种高效的 PDS 活化催化剂，用于快速降解磺胺嘧啶。结果表明，掺杂 Mn²⁺后的 Bi₂₅Fe O₄₀催化剂，可在 25 min内将磺胺嘧啶的降解效率从 60.72%提升到 97.69%。通过自由基猝灭实验发现 Mn-Bi₂₅Fe O₄₀/PDS 体系降解 SDZ 时产生了·OH、SO₄·^-、O₂·^-和¹O₂四种活性物种，其中，·OH 和 SO₄·^-自由基在该体系中发挥主要作用。     

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.     

纳米铁对过硫酸盐降解酸性品红的影响研究

通过实验研究利用纳米铁活化过硫酸盐产生硫酸根自由基(·SO4-),降解染料废水中的酸性品红.通过实验研究了纳米铁的加入量、过硫酸钾的浓度、p H值、温度等因素随时间变化对酸性品红去除率的影响.结果表明:酸性品红的去除率随反应时间的延长而升高,30 min后基本趋于稳定;当酸性品红溶液初始浓度为50 mg/L时,在p H值为6.0、反应温度为80℃、过硫酸钾浓度为0.23 g/L、纳米铁浓度为0.13 g/L的条件下,酸性品红降解效果最佳,去除率可达99.7%.     

污泥基活性炭催化过硫酸盐降解橙黄G染料废水研究

采用浸渍-高温煅烧法将剩余污泥制成具有催化功能的污泥基活性炭,研究其催化过硫酸钾降解橙黄G模拟染料废水的效能.结果表明,对于100 mL浓度为100 mg/L的橙黄G模拟染料废水,当体系的温度为25 o C、pH为6、污泥基活性炭和过硫酸钾的用量分别为0.15 g和2 g时,反应10 min后,废水中的橙黄G去除率达99％以上.污泥基活性炭粗糙多孔表面有利于催化反应,污泥基活性炭催化过硫酸钾的主要位点是其表面富含的碱性基团,其中羟基和内酯基与过硫酸根反应生成硫酸根自由基,从而有效快速降解橙黄G,且橙黄G降解过程符合伪一级反应动力学规律.     

超声协同纳米ZnO光催化降解亚甲基蓝研究

制备了光催化剂纳米ZnO,并对催化剂进行表征,探讨了超声协同纳米ZnO光催化氧化降解亚甲基蓝的影响因素.结果表明:与单一超声法(US)、单一光催化氧化法(UV+ZnO+O2)相比,超声协同光催化氧化法(US+UV+ZnO+O2)对亚甲基蓝的降解效果显著;在超声功率为200 W、催化剂用量为2.0g/L、亚甲基蓝溶液的初始浓度为10mg/L、光照时间100min时,亚甲基蓝溶液的降解率可达92%以上.     

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.     

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.     

CuO/MIL(Cr,Cu)复合材料的制备及其类芬顿催化降解苯酚性能研究

采用水热煅烧法合成CuO/MIL(Cr, Cu)非均相类芬顿催化剂,对CuO/MIL(Cr, Cu)复合材料进行了XRD、FT-IR、SEM、XPS、BET等表征,结果表明CuO均匀分散在金属有机框架MIL(Cr, Cu)的表面。对不同催化剂催化降解苯酚的性能进行比较。结果表明,当催化剂用量为0.3 g/L,H₂O₂浓度为50 mmol/L,pH=6,初始底物浓度为30 mg/L时,CuO/MIL(Cr, Cu)复合材料对苯酚的降解效果可达100%,降解效果优于CuO、MIL-101(Cr)。通过自由基猝灭实验和EPR测试等证明·OH是催化体系主要的活性自由基,并给出其可能的催化降解机理。CuO/MIL(Cr, Cu)复合材料可在近中性条件下降解酚类污染物,具有良好的应用前景。     

QuEChERS-液相色谱-串联质谱法同时测定蔬菜中16种磺胺类药物

为了准确测定蔬菜中16种磺胺类(磺胺间二甲氧嘧啶、磺胺-6-甲氧嘧啶、磺胺苯吡唑、磺胺二甲嘧啶、磺胺甲氧哒嗪、磺胺对甲氧嘧啶、磺胺吡啶、磺胺邻二甲氧嘧啶、磺胺甲基嘧啶、磺胺噻唑、磺胺甲基异噁唑、磺胺嘧啶、磺胺氯哒嗪、磺胺二甲异噁唑、磺胺甲噻二唑、磺胺醋酰)药物残留,建立了液相色谱-串联质谱分析方法。试样经超声提取,Kinetex C_(18)(2.1 mm×100 mm,2.6μm)色谱柱分离后进行HPLC/MS/MS多反应检测模式下的定性及定量分析。16种磺胺类药物的方法检出限为0.05μg/kg～0.5μg/kg,在0.1～100μg/L范围内呈线性,目标物线性相关系数(R~2)均大于0.9990,在低、中、高三个添加水平范围内的平均回收率为80.1%～102.5%,相对标准偏差均小于9.6%。该方法快速、简便,适用于蔬菜中磺胺类药物的测定。     

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。     

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.