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。     

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。     

凹凸棒土负载纳米Fe/Ni的制备及其去除水中Zn(Ⅱ)性能研究

采用液相还原法制备以凹凸棒土为载体的纳米双金属Fe/Ni复合材料,通过Zn(Ⅱ)静态吸附试验,确定了除Zn(Ⅱ)效果最佳的Fe/Ni@ATP复合材料,即纳米铁与凹凸棒土的负载比为1∶2、Fe/Ni双金属中Ni掺杂比为2%,并考察了Zn(Ⅱ)初始浓度、pH及环境温度对该复合材料去除水中Zn(Ⅱ)效果的影响。结果表明,经过凹凸棒土负载和掺杂Ni改性以后,Fe/Ni@ATP复合材料的Zn(Ⅱ)去除率显著提高,颗粒团聚状况得到改善,比表面积明显增加。在实验条件范围内,较高的溶液pH值、环境温度以及较低的Zn(Ⅱ)初始浓度均有利于Fe/Ni@ATP复合材料对Zn(Ⅱ)的去除。该过程符合Langmuir吸附等温模型,吸附机理为零价铁表面氧化物与Zn(Ⅱ)的配合作用,此外,水中Zn(Ⅱ)也可以通过生成Zn(OH)_2沉淀的形式去除。     

纳米Ni/Fe双金属还原降解对氯硝基苯的影响因素

利用自制的纳米Ni/Fe双金属对对氯硝基苯(p-NCB)催化脱氯进行研究,考察了镍化率、Ni/Fe投加量、反应温度、初始pH值和p-NCB初始浓度等反应参数对脱氯效果的影响.研究结果表明,反应产物为苯胺和Cl-;较高的镍化率、Ni/Fe投加量和反应温度可以促进p-NCB的还原降解;初始pH值有最佳浓度范围,较高pH值和较低pH值都不利于反应的进行.     

有机膨润土负载纳米铁类Fenton法去除水中2,4-二氯酚

利用十六烷基三甲基铵盐改性的膨润土(DK1),采用液相还原法制备DK1负载纳米零价铁(n ZVI/DK1),并结合类Fenton法研究水溶液中的2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的去除.分别考察了DK1吸附,n ZVI/DK1吸附还原,n ZVI/H2O2类Fenton氧化,n ZVI/DK1/H2O2类Fenton氧化四种方法对水溶液中2,4-DCP的去除效果,同时探讨了不同因素如初始p H值、H2O2浓度、n ZVI/DK1投加量、2,4-DCP初始质量浓度对2,4-DCP去除的影响.结果表明:DK1,n ZVI/DK1,n ZVI/H2O2,n ZVI/DK1/H2O2对2,4-DCP的去除率分别为29.0%,45.7%,20.2%,71.1%.深入研究不同因素对2,4-DCP去除效果影响的结果发现,p H值、H2O2浓度控制着Fe0在Fenton中活性以及催化性,从而显著影响着2,4-DCP的降解率.在p H 3.0,H2O2浓度为10 mmol·L-1,n ZVI/DK1投加量质量浓度为0.5 g·L-1,2,4-DCP初始质量浓度50mg·L-1时,2,4-DCP去除率达到93.4%.溶液COD去除率高达78.6%,进一步证明n ZVI/DK1在类Fenton法中具有吸附和降解性能.     

Raney Ni催化4-氯酚加氢脱氯研究

研究了在Raney Ni催化剂催化下4-氯酚(4-CP)的液相加氢脱氯,重点考察了溶剂、碱、温度和催化剂用量对Raney Ni催化活性的影响以及催化剂的重复利用.研究结果表明:水的加入解决了NaCl在催化剂表面聚集以致催化剂失活的问题;强碱以及三乙胺的加入则使催化剂活性保持在较高水平;在30℃下催化剂催化4-CP加氢脱氯的活性比较好;随着催化剂用量的增加,4-CP的加氢脱氯反应速率明显加快;催化剂使用3次后活性下降.     

纳米Ni/Fe双金属催化降解盐酸环丙沙星的研究

用液相还原法制备纳米Ni/Fe双金属,通过比表面分析仪(BET)、X射线衍射分析仪(XRD)、透射电镜(TEM)对其进行了表征.研究结果表明,制备的纳米金属颗粒直径在10～20 nm,比表面积为68 m2/g.纳米Ni/Fe投加量为0.43 g/L,盐酸环丙沙星的初始质量浓度为30 mg/L,初始pH为7的降解效果最好,催化反应60 min后,降解率达83.3%.在最佳反应条件下,纳米Ni/Fe、纳米零价铁和商业铁粉的降解效率顺序为:纳米Ni/Fe双金属>纳米零价铁>商业铁粉.纳米Ni/Fe双金属对盐酸环丙沙星的降解反应近似符合一级动力学方程.     

利用介质阻挡放电等离子体降解水中2,4-二氯苯酚的研究

利用介质阻挡放电等离子体研究了水中2,4-二氯苯酚的降解反应,并对其降解动力学进行了初步探讨。实验考察了放电时间、无机盐、有机物以及金属离子等对2,4-二氯苯酚的降解率的影响,采用紫外分光光度法对2,4-二氯苯酚的降解情况进行分析检测,实验结果表明：当放电电压为25V,放电时间为120min时,FeSO4作催化剂的条件下,2,4-二氯苯酚的降解率可达60％,当2,4-二氯苯酚浓度较低时,降解过程符合一级反应：C=COe—kt。     

有机膨润土对水中2,4-二氯苯酚的吸附性能研究

探讨了不同吸附剂,吸附时间、溶液pH、吸附剂投加量,2,4-二氯苯酚初始质量浓度以及温度等因素下有机改性膨润土对水中2,4-二氯苯酚吸附效果的影响.结果表明:吸附剂质量浓度为10 g/L(投加量为0.25 g)时,在室温(30℃)和自然pH值的条件下,十六烷基二甲基苄基铵盐改性(DK3)对3 000 mg/L的2,4-二氯苯酚溶液吸附60 min吸附效果最好.吸附过程符合伪二级反应动力学模型,吸附等温线符合Langmuir型等温方程,Langmuir理论最大吸附容量在30℃时可达到281.8 mg/g,吸附热力学参数表明吸附过程是放热、自发的物理吸附过程.     

Fe3O4负载纳米零价铁类Fenton法去除水中2,4-二氯苯酚

2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)广泛用于工农业和医药等生产过程中,其泄漏和排放对水体、土壤及人类环境造成严重危害.文中首先用共沉淀法和液相还原法制成Fe₃O₄负载纳米零价铁(nZVI)复合材料(Fe₃O₄@n ZVI),然后将其用作类Fenton技术的催化剂,用于水中2,4-DCP的去除.考察了Fe₃O₄负载量、溶液pH值、H₂O₂浓度、Fe₃O₄@nZVI投加量、污染物浓度、温度等因素对2,4-DCP去除率的影响,并进行了动力学拟合分析;另外,还研究了Fe₃O₄@n ZVI的可回收利用性能.结果表明,在Fe₃O₄与n ZVI摩尔比为1∶1时,降低反应体系p H值、提高H₂O₂浓度、增加Fe₃O₄     

有序介孔碳负载纳米CuOx强化吸附2,4-二氯苯酚

采用水热合成、高温炭化工艺制得酚醛树脂基有序介孔碳(OMC),通过Cu(NO₃)₂溶液浸渍、中低温煅烧制备OMC负载纳米CuO_x(CuO_x@OMC)材料。使用透射电子显微镜(TEM)、X线衍射仪(XRD)和N₂吸附-脱附法等对材料的形貌和结构进行表征,考察CuO_x@OMC材料对2,4-二氯苯酚的吸附性能。结果表明：CuO_x@OMC具有较好的有序介孔结构,在3.20和17.40 nm附近各有一个孔径分布峰,10.0～20.0 nm粒径的CuO_x较均匀地分散在OMC表面。CuO_x@OMC对2,4-二氯苯酚的吸附过程更符合Langmuir等温吸附方程和准一级动力学方程,对2,4-二氯苯酚的吸附性能明显高于OMC和CuO_x,且吸附后容易脱附再生,体现出较好的循环使用效果。     

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.     

壳聚糖-银/蒙脱土纳米中间体的合成及性能表征

采用壳聚糖-银络合物对钠基蒙脱土进行改性,合成壳聚糖-银/蒙脱土纳米中间体,研究了Ag-NO3浓度、振荡吸附时间对壳聚糖-银络合物合成的影响,用原子吸收分光光度计测Ag(I)含量可达25.8 mg/g.C ts,以及反应温度、反应配比、反应时间对蒙脱土插层效果的影响.用XRD、FTIR及TG-DTA对合成的壳聚糖-银/蒙脱土复合物进行了表征,结果表明C ts-Ag络合物已进入了蒙脱土层间,层间距高达5.732 nm,且C ts-Ag络合物热稳定温度为235℃.     

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。     

凹凸棒土负载硫化纳米零价铁的制备及其去除水中As(III)性能研究

以凹凸棒土为载体,结合硫化改性方法制备了凹凸棒土负载硫化纳米零价铁(S-nZVI@ATP)复合材料,通过As(III)静态吸附试验,确定了去除As(III)效果最佳的S-nZVI@ATP复合材料制备条件:nZVI/ATP质量比为2∶1、以Na2S2O3为硫化剂、S/Fe摩尔比为1∶4,并考察了As(III)溶液初始pH、溶解氧浓度及环境温度对该复合材料去除水中As(III)效果的影响。结果表明,经过凹凸棒土负载及硫化改性后,nZVI的颗粒团聚状况明显得到改善。在实验条件范围内,适中的溶液pH值、溶解氧浓度以及较高的环境温度均有利于S-nZVI@ATP复合材料对As(III)的去除,该吸附过程为吸热反应,符合拟二级动力学模型,外扩散阶段主要受环境温度影响,吸附过程由颗粒内扩散和膜扩散共同控制。     

凹凸棒土负载硫化纳米零价铁对水中Cu(Ⅱ)的去除机理研究

针对纳米零价铁易团聚及表面形成钝化层的缺点,本文以凹凸棒土为载体、以硫代硫酸钠为硫化试剂,制备了凹凸棒土负载硫化纳米零价铁(S-nZVI@ATP)复合材料,并考察了复合材料对水中Cu(Ⅱ)的去除效果。由SEM可观察到,经过凹凸棒土负载及硫化改性后的纳米零价铁串珠状结构变短,且被分散为单个的球形颗粒;比表面积测定结果表明,S-nZVI@ATP复合材料的BET比表面积为46.04m~2/g,与纳米零价铁相比提高了约1.35倍;由TEM观察到,经硫化的纳米零价铁颗粒界面处包裹了一层FeS,粒径由57.6nm增至118.5nm。S-nZVI@ATP复合材料去除水中Cu(Ⅱ)的机理主要是硫化纳米铁界面处的Fe~0将Cu~(2+)还原为Cu~0以及FeS转化为溶度积更小的CuS,该过程符合Langmuir-Hinshelwood吸附/还原模型和Langmuir等温吸附模型。本实验条件下,复合材料对Cu(Ⅱ)的最大吸附-还原量可达9.25mmol/g(587.8mg/g)。     

尼龙6/蒙脱土纳米复合材料在不同温度下的拉伸性能

采用熔融共混方法制备质量分数为4%的蒙脱土尼龙6/蒙脱土纳米复合材料.X射线衍射和透射电子显微镜研究表明:蒙脱土均匀分散在尼龙6基体中,形成具有剥离结构的纳米复合材料;在室温～200℃,当相同的温度和拉伸比拉伸时,尼龙6/蒙脱土纳米复合材料的结晶度均低于尼龙6,蒙脱土在此温度范围内对尼龙6均具有增强作用,这是由于蒙脱土和尼龙6分子间的相互作用限制了尼龙6分子链的运动,使尼龙6不易拉伸所致.     

支持电解质阳离子对Ni电极上Ni[Fe(CN)_6]~(2-/1-)化学修饰膜形成的影响

本文报导在Ni电极上化学修饰Ni[Fe(CN)_6]~(2-/1-)膜的形成过程中,支持电解质阳离子对膜的复盖度的影响。这种影响,主要是由于阳离子在Ni[Fe(CN)_6]~(2-/1-)电极上不同程度的特性吸附所引起的,经研究发现,膜的稳定性还与支持电解质阳离子的种类有关。