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。     

磁性Fe_3O_4/α-Fe_2O_3核壳材料降解水中亚甲基蓝

以Fe_3O_4为核,以α-Fe_2O_3为壳层,合成出一种核壳结构的Fe_3O_4/α-Fe_2O_3纳米复合材料.采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X-射线衍射仪(XRD)等表征手段对核壳材料的形貌、组成及结构等进行了表征,并将其应用于亚甲基蓝溶液的降解.结果表明:核壳结构的Fe_3O_4/α-Fe_2O_3纳米粒子粒径约为50~80nm.当H_2O_2用量为0.23mol/L,Fe_3O_4/α-Fe_2O_3投加量为5g/L,pH值为2,亚甲基蓝溶液初始质量浓度为5.0mg/L,60min内亚甲基蓝的降解可达98.7%.Fe_3O_4/α-Fe_2O_3纳米粒子经过3次循环使用后,对亚甲基蓝仍具有较好的降解能力.     

磁性Fe_3O_4纳米微球与H_2O_2类芬顿体系催化氧化罗丹明B

采用溶剂热法成功制备出磁性Fe_3O_4纳米微球,与H_2O_2构建类芬顿(类Fenton)体系,去除印染废水中一种典型的阳离子染料——罗丹明B(RhB).借助X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对催化剂进行表征,并探讨了H_2O_2用量、纳米粒子投加量、温度、pH值和RhB初始质量浓度等因素对RhB去除效果的影响。实验结果表明:当H_2O_2用量为140mmol/L,磁性Fe_3O_4纳米粒子投加量为1.2g/L,温度为30℃,pH值为3,RhB初始质量浓度为20mg/L时,反应30min即可去除90%,反应60min后已基本完全去除。     

无机盐类染整助剂对类Fenton体系处理印染废水的影响

目的研究常见的无机盐类染整助剂,对Fe_3O_4-MnO_2-PAC-H_2O_2类Fenton体系,处理以亚甲基蓝为主要成分的模拟印染废水的影响.方法制备Fe_3O_4-MnO_2复合材料并将其负载到PAC表面,使其与H_2O_2组成类Fenton体系;以亚甲基蓝为主要原料制模拟印染废水,向其内投加定量的NaCl、Na_2CO_3、Na_2S和Na_2SO_4等无机盐染类整助剂,经类Fenton体系处理后测其COD及亚甲基蓝的质量浓度的变化.结果废水中Cl~-、CO_3~(2-)、S~(2-)3种离子的存在会抑制该类Fenton体系对亚甲基蓝印染废水的处理效果;废水中SO_4~(2-)的存在对该类Fenton体系处理亚甲基蓝印染废水没有显著的影响.结论 NaCl、Na_2CO_3和Na_2S对类Fenton体处理印染废水有抑制作用,且抑制作用的效果Na_2SNaCl Na_2CO_3,在实际处理时应先减少其存在;废水中Na_2SO_4的存在对类Fenton体系处理印染废水几乎没有抑制作用,在实际处理时即使存在也影响不大.     

蛭石类芬顿降解偶氮活性黄X-R染料的研究

用蛭石和H_2O_2形成的类芬顿体系处理活性黄X-R染料,研究蛭石类芬顿催化剂降解活性黄X-R的特性,使用激光粒度仪对粉碎后的蛭石进行粒径分析,考察了蛭石粒径及用量、H_2O_2用量、反应pH、反应液初始质量浓度对活性黄X-R降解率的影响.结果表明:最佳条件为粉碎时间20 min(对应平均粒径为7.5μm)、蛭石投加量为1.0 g/L、pH=3、H_2O_2用量2.94 mmol/L,此条件反应180 min后,对50～300 mg/L的活性黄X-R降解率均能达到95%以上.还原剂盐酸羟胺的加入能够加快反应速率,拓宽类芬顿反应的pH范围;而外加紫外光源(25 W)也能够加快蛭石类芬顿体系对活性黄X-R的降解速率,反应20 min降解率便可达到95.7%.     

水体中营养盐离子及溶解性有机质对磺胺二甲基嘧啶光解的影响

为了评价水体中溶解性离子对污染物光解过程的影响,本研究考察了水中营养盐离子(NO_3~-、NH_4~+和PO_4~(3-))以及溶解性有机质黄腐酸对磺胺二甲基嘧啶(SMZ)光解的影响.研究结果表明,SMZ在水体中的紫外光解过程符合准一级动力学模型,不同溶解性离子对SMZ紫外光解动力学过程会产生不同程度的影响.NO_3~-对SMZ光解的影响具有两面性,随着NO_3~-质量浓度的增加,SMZ光解120,min时SMZ的降解率先增大后减小;由于NH_4~+具有光稳定性,共存NH_4~+对SMZ光解影响很小;PO_4~(3-)离子抑制SMZ降解,随着PO_4~(3-)离子质量浓度的增加,SMZ光解速率显著降低.水体中溶解性有机质对SMZ光解的影响也存在两面性,其中黄腐酸质量浓度低(1,mg/L)时对SMZ光解起促进作用,但随着质量浓度的增加(10,mg/L),反而对SMZ的光解显现出抑制作用.HPLC-MS分析表明,紫外光解过程中SMZ可能发生了脱硫、开链和分子重组.由此可见,当水体污染富营养化严重时,水体中有机污染物的光解去除过程也受到不同程度的影响.     

生物法还原高浓度高氯酸盐动力学及反应条件的优化

在高质量浓度高氯酸盐ClO_4~-(1 500 mg/L)的条件下,驯化得到能够处理高质量浓度ClO_4~-废水的异养厌氧高氯酸盐还原菌群。通过摇床实验,用控制变量法探究初始ClO_4~-质量浓度(0~1 500 mg/L)、乙酸钠质量浓度(0~11.83 g/L)、pH(5.55~9.00)、温度(15~40℃)、共存离子SO42-质量浓度(0~26.0 g/L)和NO3-质量浓度(0~3.9 g/L)对高质量浓度ClO_4~-生物还原性能的影响,确定最佳的反应条件。结果表明:最大比去除速率qmax和半饱和常数Ks分别为0.89(mg·mg)/h和141.6 mg/L,驯化的高氯酸盐还原菌群具有处理高质量浓度ClO_4~-的潜力;在初始ClO_4~-质量浓度为1 300 mg/L时,乙酸钠的最佳投加量、最适p H和最适温度分别为6.5 g/L,35℃和6.85,常见共存离子SO42-和NO3-都会不同程度的抑制ClO_4~-的还原,且NO3-对ClO_4~-还原的抑制作用远高于SO42-。驯化污泥中,Dechloromonas sp.是ClO_4~-还原微生物的优势种属,占总菌的69.32%。     

Fe_2O_3/SnO_2催化剂的制备及其光催化降解亚甲基蓝

采用溶胶-凝胶法制备不同Fe_2O_3含量的Fe_2O_3/SnO_2复合催化剂,分析其组成和性质,以亚甲基蓝溶液为染料模型,研究催化剂的光催化降解性能及最佳降解条件。结果表明,Fe_2O_3和SnO_2得到良好的复合,当Fe_2O_3含量为10%时,Fe_2O_3/SnO_2具有良好的催化活性,且降解的最佳条件为添加0.3 mL/L H2O2,pH为7,催化剂用量为15 mg,染料浓度为5 mg/l时,用300 W汞灯照射2 h,亚甲基蓝的降解率最大。     

生活污水的高级氧化预处理效果研究

以芬顿试剂、高锰酸钾为氧化剂氧化降解生活污水,通过测定COD、BOD_5变化来比较氧化效果.在单因素实验的基础上,采用正交试验进行研究.芬顿试剂适宜的氧化条件:FeSO_4·7H_2O的投加量为3 mmol/L,pH值为3,H_2O_2与Fe~(2+)的投加比为3:1,反应时间为60 min;高锰酸钾适宜的氧化条件:投加量为0.2mmol/L,pH值为2,反应时间为60 min.研究表明:与高锰酸钾处理的效果相比,采用芬顿试剂,COD去除率可达80%,处理后废水的可生化性大大提高,为进一步的生化处理创造了良好的条件.     

水环境中新型污染物糖精的臭氧降解研究

从反应动力学及影响因素角度系统地探讨臭氧对糖精(SAC)的降解效果.结果表明:SAC的臭氧氧化降解反应符合拟一级动力学模型,温度为20℃,pH为7,SAC初始质量浓度为20 mg/L,臭氧投加量为7.9 mg/L条件下,60 min后SAC完全降解,总有机碳(TOC)去除率为82.34%.臭氧投加量增加有利于SAC的降解,但臭氧的利用效率降低;SAC初始质量浓度越高,反应速率越慢,但降解效果受臭氧投加量的限制;pH值由酸性升高至微碱性,反应速率大幅上升;反应温度由10℃升至30℃,降解速率提高164%;水中常见阴离子对SAC降解有一定抑制作用,其中HCO_3~-的抑制作用最明显,随后是Cl-和SO_4~(2-),且随着HCO_3~-浓度的增加而增加.SAC的臭氧氧化降解遵循·OH氧化的机理.     

植被恢复对土壤水溶性阴离子浓度的影响

选择陕西省吴起县和礼泉县退耕还林还草样地土壤为研究对象,并以农用地土壤作为对照,利用离子色谱法测定土壤水溶性F~-、Cl~-、SO_4~(2-)、NO_3~-、NO_2~-和PO_4~(3-)等六种阴离子浓度,研究了农地退耕后土壤水溶性阴离子的变化特征.研究结果表明:六种阴离子中,SO_4~(2-)和NO_3~-浓度较高,而Cl~-、NO_2~-、F~-和PO_4~(3-)离子浓度相对较低.除F~-、NO_2~-和PO_4~(3-)外,农地退耕后,两个样区表层土壤水溶性阴离子含量明显提高.多元统计分析表明,环境因子可解释有关土壤阴离子含量47%的变异,且F-主要受海拔和纬度的影响,而Cl~-、NO_3~-、NO_2~-和PO_4~(3-)受植被类型的影响显著.     

电芬顿法降解含酚类有机废水

以石墨电极为阴极, Ti/IrO_2-RuO_2电极为阳极,铁碳粒子和纳米Fe3O4为非均相催化剂,采用电芬顿法处理苯酚废水及煤化工废水.以铁碳粒子为催化剂的三维电极电芬顿(3D electrode/electro-Fenton, 3D-EF)工艺能在1 h内使苯酚去除率达到100%, 5 h内化学需氧量(chemical oxygen demand, COD)去除率达到80%,明显优于以纳米Fe_3O_4为催化剂的异相催化电芬顿(heterogeneous catalytic electro-Fenton, HEF)工艺的处理效果.在3D-EF工艺对煤化工实际废水的处理过程中,通过单因素的探讨,得到如下的最优反应条件:pH值为3,粒子粒径为2 mmd 5 mm,粒子投加量为10 g(33 g/L),初始进水COD值浓度为1 400 mg/L.在此条件下反应5 h, 3D-EF工艺对煤化工废水的处理效果最好, COD去除率接近40%, B/C提高至0.44.利用紫外光谱、三维荧光光谱及傅里叶红外光谱对降解前后的溶解性有机物变化进行了分析.结果表明,煤化工废水中单环类芳香族化合物的降解效果很好,废水中COD的去除主要来自对酚类化合物的降解.     

梯度淋洗离子色谱法同时分离测定盐湖卤水中的阴离子

为了分离盐湖卤水中的阴离子并测定它们的含量,采用Ion Pac AG19型保护柱及Ion Pac AS19型分离柱、4~18 mmol/L氢氧化钾溶液梯度淋洗、电导检测器检测,在流速为1.0 m L/min、柱温32℃、进样量25μL和最佳梯度淋洗液条件下,6种无机阴离子和3种有机酸根离子在35 min实现完全分离,各离子检出限为0.65~9.33μg/L,相关系数r2≧99.9437%,峰高、峰面积及保留时间的相对标准偏差RSD(n=9)为0.157%~3.027%,盐湖卤水样品测定各离子的平均加标回收率为90.00%~111.49%,样品离子测定RSD(n=5)均小于4.60%。建立了梯度淋洗/离子色谱方法,同时分离测定盐湖卤水中6种无机阴离子F~-,Cl~-,NO_2~-,Br~-,NO_~(3-),SO2_4~-和3种有机酸根离子CH_3COO~-,HCOO~-和C_2O_4~(2-)的含量。该方法重复性好、快速、简单,可用于盐湖卤水中6种无机阴离子和3种有机酸根离子的同时分离测定。     

基于响应面分析法研究Fe_2O_3对多氯联苯的降解效果

为了探究Fe_2O_3在加热条件下对土壤中PCB30的催化降解效果,在单因素试验前提下,选取催化剂投加量、反应温度及反应时间等3个主要影响因素,采用中心响应面分析法构建三因素三水平回归模型。模型分析结果表明,Fe_2O_3催化降解PCB30的最优条件为催化剂投加量0.23 g,反应温度333.33℃,反应时间38 min,在此条件下的理论降解率为99.9%。根据该最优条件进行验证实验,实际降解率可达99.7%,说明实验所得模型对Fe_2O_3催化降解PCB30实际效果的预测准确可靠。在催化降解PCBs过程中,Fe_2O_3特有三价铁离子空穴形成的缺位结构引起邻近晶格氧能量升高,从而促使电子传递而易发生氧化还原反应。     

水稻幼苗对几种无机元素离子吸收的研究

水稻(品种:光辉)幼苗吸收k~+、NH_4~+、NO_3~-、H_2PO_4~-与这些离子在吸收液中的浓度关系是非常简单的。K~+、H_2PO_4~-、No_3~-的吸收与它在吸收液中的浓度具有显著的正相关。NH_4~+的吸收不受吸收液中的NH_4~+和其它离子的显著影响。从整体来看,离子吸收又是平衡的。     

G/TiO_2/CoFe_2O_4磁性复合光催化材料的制备及光催化降解亚甲基蓝

以天然鳞片石墨为原料,用改进的Hummers法氧化制备氧化石墨烯;以Fe Cl2,Fe Cl3为原料,用共沉淀法合成Co Fe_2O_4;再用一步水热合成法制备G/TiO_2/Co Fe_2O_4三元纳米复合材料.用FT-IR、XRD、AFM、TEM对氧化石墨烯和G/TiO_2/Co Fe_2O_4复合材料进行表征,并在紫外光照下对比G/TiO_2,TiO_2/Co Fe_2O_4,G/TiO_2/Co Fe_2O_4复合材料对亚甲基蓝的降解效果.结果表明,在紫外光照射下,G/TiO_2/Co Fe_2O_4复合材料光催化降解亚甲基蓝的催化效率明显大于单纯G/TiO_2,TiO_2/Co Fe_2O_4,光催化40 min后,脱色率达90%.G/TiO_2/Co Fe_2O_4复合材料不失为一种有潜力的光催化降解染料废水催化材料.     

电芬顿技术处理印染废水的研究

为降解印染废水中的有机物,利用电芬顿技术对印染废水降解进行了研究.实验结果表明,电芬顿处理实际工程印染废水的最佳降解条件为初始p H值3、曝气量为0.3 L/min、电解电压为8 V、电流密度为40 m A/cm~2、Fe SO_4浓度为15 mmol/L、电解45 min.     

Fe_2O_3/TiO_2复合纳米管阵列的制备及其可见光催化性能研究

在氟化铵-乙二醇体系中,采用阳极氧化法在铁基体上制备Fe_2O_3纳米管阵列,然后以氟钛酸铵为钛源,利用水热法在Fe_2O_3纳米管阵列上负载TiO_2纳米片,制得Fe_2O_3/TiO_2复合纳米管阵列,利用SEM、EDS、XRD、TEM、UV-Vis等手段,对所制Fe_2O_3/TiO_2纳米管阵列的表面形貌、物相结构及光催化性能进行表征,并分析Fe_2O_3/TiO_2纳米结构对亚甲基蓝的可见光降解能力。结果表明,Fe_2O_3/TiO_2复合纳米管阵列具有良好的可见光响应;NH_4F浓度为0.4%、水热反应3h制备的Fe_2O_3/TiO_2复合结构具有最佳的光催化性能,对亚甲基蓝的降解率可达90%。     

Fe_3O_4@NiSiO_3纳米催化剂制备及其催化臭氧化降解对苯二甲酸性能的实验研究

采用水热法和溶胶凝胶法制备Fe_3O_4@SiO_2纳米颗粒,经表面镍刻蚀得到Fe_3O_4@NiSiO_3磁性纳米催化剂。利用XRD、TEM和磁滞回线(VSM)等方法表征催化剂的晶体和表面结构。构建类均相催化臭氧化体系,考察其催化降解对苯二甲酸性能。结果表明:在臭氧通入量为10.52 mg·min~(-1)、催化剂投加量为40 mg·L~(-1)和初始溶液pH=9的条件下,催化臭氧化反应20 min时对苯二甲酸降解率为78.13%,总有机碳(TOC)去除率27.25%;5次循环实验后,对苯二甲酸的降解率仅下降2.75%。     

纳米Fe2O3@硅藻土异相芬顿体系的光催化性能

采用水热法,以FeCl_3·6H_2O为原料,硅藻土为载体,成功制备了Fe_2O_3纳米粉体负载硅藻土催化剂(记为Fe_2O_3@D)。采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)和粒度分析仪对样品的物相、形貌及尺寸进行了表征,测试了Fe_2O_3@D在异相芬顿体系中对罗丹明B(RhB)的降解率,并对催化剂的稳定性及光催化机理进行了探究。结果表明,Fe_2O_3@D复合催化剂比纯相α-Fe_2O_3纳米粉体对RhB降解效果显著,30 min即可将RhB降解完全;5次重复使用Fe_2O_3@D催化剂降解RhB,降解率仍可达90%以上;在光催化反应过程中,·OH是主要活性物质。