石墨基PTFE涂层阴极动态隔膜电解池产H2O2效能

采用自制的石墨基聚四氟乙烯(PTFE)涂层电极做阴极,以Nafion117阳离子交换膜为隔膜,构建动态隔膜电解池,重点研究隔膜、PTFE添加量、阴极电解液循环流量对体系产H₂O₂性能的影响,并考察电极的重复使用性能。结果表明：动态隔膜电解池产H₂O₂的性能明显高于无隔膜或静态实验的方式。当PTFE乳液(质量分数60%)添加量为0.7 mL、电解液初始pH为3、电流密度为5 mA/cm²、阴极电解液循环流量为0.3 L/min时,体系产H₂O₂效果最佳,反应180 min时的H₂O₂产量达到27.43 mg/(L·cm²),此时的电流效率为72.09%,能耗为7.87 kW·h/kg。但是电极的重复使用性能不佳,连续使用5次后,180 min时的H₂O₂产量降至8.99 mg/(L·cm²)。     

电化学法处理蚀刻液中高氨氮废水研究

蚀刻液处理过程中所产生的废水残留有高浓度氨氮,其环境污染风险大且难治理.电化学氧化法因其快速、高效的处理效率受到学术界的广泛重视.文章系统地探讨了电化学氧化法去除蚀刻液处理过程中高含氮废水的机理和影响因素.结果表明：针对初始质量浓度为2 000 mg·L^-1的模拟氨氮废水,电化学氧化法去除其中氨氮的最佳条件为质量浓度ρC l-=6 000 mg·L^-1、初始pH=9、电流密度60 mA·cm^-2,电解3 h后,氨氮去除率达到86.87%;针对实际废水,氨氮去除率可达75.42%.此外,向电化学体系中引入沸石材料后,模拟废水和实际废水中氨氮去除率可分别提高到92.79%和83.17%.     

新型生物炭材料对TNT生产废水去除性能

合成了新型含持久性自由基（PFRs）的生物炭(BC_PFRs)及其复合材料nZVI/BC_PFRs,考察了BC_PFRs在添加氧化剂(BC_PFRs/Fe²⁺/H₂O₂和BC_PFRs/Fe³⁺/H₂O₂)和不添加氧化剂(nZVI/BC_PFRs)条件下对TNT生产废水的去除性能.结果表明nZVI/BC_PFRs的去除效果最显著,对总有机碳（TOC）的去除率为58%,对总氮（TN）的去除率为78%,Fe²⁺/H₂O₂的矿化能力和Fe³⁺/H₂O₂的脱氮能力在BC_PFRs的诱导下分别提高了8.4%和17.4%.对处理前后的废水进行毒性分析,结果表明nZVI/BC     

正交试验法优化O3/Fenton工艺对制药废水的可生化预处理

高浓度制药废水组成复杂、色度深、成分差异大、B/C比值低、有机污染物种类多且浓度波动大。臭氧-芬顿法处理废水具有操作简单、处理效率高的优势。本文采用该方法对制药废水处理工艺进行L₂₅(5⁴) 正交优化实验,分析pH,O₃流量 q、COD 与 H₂O₂质量比 m,Fe²⁺与 H₂O₂摩尔比 n 等 4 种影响因素对废水 COD 去除率和可生化比 B/C 的影响。研究发现,当p H = 3.00,q (O₃) = 9.0 g/h,m (COD/ H₂O₂) = 1/2,n (Fe²⁺/ H₂O₂) = 1/8 时,废水可生化性指标 B/C 由 0.075 提升至0.533,极大地改善了废水可生化性,为后续的生化处理降低了难度,为企业废水处理提供了参考。     

钛基体Ti4O7阳极在高盐体系下的电催化降解性能

针对高盐废水成分复杂、可生化性差等处理难题，采用等离子喷涂技术制备一种新型钛基体亚氧化钛电极——Ti₄O₇电极，对该电极性能进行全面评价，解释电极的失效机理，并将其应用于高盐体系下的有机物电催化降解过程，考察不同因素对降解效果的影响。结果表明：Ti₄O₇电极具备丰富的孔洞结构、较高的析氧过电位、优异的导电性能和良好的稳定性。高盐体系下，电流密度的提高会促进酸性红G染料降解，但单位能耗会显著增加；含盐量和pH值对降解效果的影响甚微，这也得益于亚氧化钛材料电极的稳定性能；在电流密度为15 mA/cm²、含盐量为1%、初始pH值为8.5时，降解效果最佳，120 min内脱色率为99.91%,化学需氧量(COD)去除率为71.88%。Ti₄O₇电极在高盐废水的电化学处理领域有良好的应用前景。     

CuO-CeO2/CSAC催化剂制备及其处理染料废水

用自制的椰壳活性炭作为载体制备CuO-CeO₂/CSAC催化剂处理酸性大红GR染料废水.正交实验优化了CuO-CeO₂/CSAC制备的工艺参数,单因素和响应面联合实验优化了CuO-CeO₂/CSAC处理酸性大红GR废水的工艺条件.实验结果表明:CuO-CeO₂/CSAC的最佳制备工艺参数为τ=2.50 h,T=300.0 ℃,V₁=15.0 mL,V₂=5.0 mL,其对COD_Cr和色度的降解率比单组分CuO/CSAC催化剂分别提高了62.4%和69.7%.CuO-CeO₂/CSAC在室温下处理模拟废水的最佳条件为τ=4.12 h,m=0.57 g,pH值为5.0,可将COD_Cr和色度分别从 962.0 mg·L^-1和32 720.0倍降解至35.2 mg·L^-1和12.7倍,相应的降解率为96.30%和99.96%.建立的分别以COD_Cr和色度残余质量浓度为响应值的工艺模型与实验结果吻合较好,可预测不同工艺条件下降解COD_Cr和色度的效果.     

硅藻土负载纳米Fe3O4催化臭氧处理渗滤液膜滤浓缩液混沉出水

以垃圾渗滤液膜滤浓缩液混沉出水为研究对象,制备硅藻土负载纳米Fe₃O₄作为催化剂催化臭氧处理浓缩液.考察溶液初始pH值、臭氧体积流量和催化剂投加量对处理效率的影响.结果表明:在溶液初始pH值为7,臭氧体积流量为1.0 L·min^-1,催化剂投加量为0.8 g·L^-1,反应时间为90 min时,化学需氧量(COD)和UV₂₅₄去除率分别为67.8%和86.3%.对进出水进行三维荧光光谱(3D-EEM)和气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析的结果表明:经催化臭氧氧化处理以后,浓缩液中的腐殖酸、富里酸和色氨酸等难降解物质大幅度减少;烷烃类、酚类和杂环类物质质量分数下降,烷烃类衍生物质量分数上升;硅藻土负载纳米Fe₃O₄催化臭氧对于浓缩液有着较好的处理效果.     

过硫酸盐协同电化学体系去除渗滤液中富里酸

中国多数焚烧厂采用“MBR+反渗透”工艺处理渗滤液,该工艺的反渗透膜进水富里酸含量偏高,是导致反渗透膜结垢污染的原因之一。为降低反渗透膜进水中富里酸含量,研究以过硫酸盐协同电化学体系处理自配富里酸废水,讨论体系中去除富里酸的主要活性物质,并考察了初始pH值、过硫酸盐投加量、电流密度、极板间距、NaCl质量浓度对富里酸去除率的影响。在此基础上,考察协同体系处理实际焚烧厂渗滤液MBR出水的效果。结果表明：过硫酸盐协同电化学体系对富里酸的去除能力主要由SO₄^-·、·OH和Cl^-生成的HClO提供,其中HClO有着较大的贡献,其次是·OH,SO₄^-·贡献最小。初始pH及极板间距对富里酸去除率的影响不大;富里酸去除率随初始过硫酸盐浓度的增大先升高后降低;随电流密度增加先增加后不变;随Cl^-质量浓度增大而略微降低。其中,过硫酸盐投加量、电流密度是主要的影响因素。采用过硫酸盐协同电化学体系处理实际焚烧厂渗滤液MBR出水,在电流密度30 mA/cm²...     

BDD电极电化学氧化处理高COD、高氨氮火炸药废水的最佳工艺参数

为处理火炸药制造过程中产生的高COD、高氨氮废水,用掺硼金刚石(Boron-doped diamond, BDD)做阳极,通过电化学氧化处理,探究电流密度(40～80 mA/cm²)、氯化钠添加量(0.5～4.0 g/L)和pH值(2～11)对火炸药废水的COD、氨氮移除及其动力学常数的影响。结果表明,电流越大,COD与氨氮移除的动力学常数均随之增大;氯化钠添加量越大,COD动力学常数表现为线性增大,氨氮动力学常数则表现出先增大后稳定的趋势;体系的酸性越强,COD动力学常数越大,相反,体系碱性越强,氨氮动力学常数越大。结合动力学常数的变化趋势,获得了目标溶液的最佳处理参数：在pH=4,NaCl添加量2 g/L,电流密度70 mA/cm²条件下处理6 h,可实现溶液中COD和氨氮的高效移除,移除率分别达到98.70%和95.74%,表明以BDD为电极电化学氧化处理火炸药废水有优良的效果。     

泡沫Cu-Zn电极电催化还原硝酸盐氮

采用阴极电沉积法制备载锌泡沫铜双金属复合电极,并通过扫描电子显微镜(SEM)、能量色散光谱和X线衍射仪(XRD)对载锌泡沫铜(泡沫Cu-Zn)电极进行表征。将泡沫Cu-Zn电极作为阴极,Ir-Ru/Ti板作为阳极,在无隔膜反应器中进行废水中硝酸盐氮(NO^-₃-N)电化学还原实验,考察电流密度、溶液pH、Cl^-浓度对NO^-₃-N还原效果的影响,研究NO^-₃-N还原机制。结果表明：Zn纳米颗粒以不规则絮状结构成功地沉积在泡沫铜表面。对于质量浓度为700 mg/L的NO^-₃-N模拟废水,在电流密度为20 mA/cm²、不调节废水pH和NaCl投加量为1.5 g/L条件下,电解6 h后,将NO^-₃-N质量浓度由初始的700 mg/L降至约4 mg/L,去除率达到99%左右,无副产物亚硝酸盐氮(NO^-_2<...     

一步水热法制备MoS2/Ni3S2@NF析氧催化剂

采用一步水热法成功制备了MoS₂/Ni₃S₂@NF异质结催化剂.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对所制备电极的物相和微观形貌进行表征,表面粗糙的核壳MoS₂/Ni₃S₂异质结均匀紧密地分布在镍网(NF)表面.在1 mol·L^-1的KOH电解液中,运用线性扫描伏安测试(LSV)、电化学交流阻抗(EIS)、计时电位和计时电流等方法对电极的电催化析氧(OER)性能进行了测试.结果表明,驱动10 mA·cm^-2电流密度,仅需134 mV过电势;其Tafel斜率为55.2 mV·dec^-1;经过15 h计时电位测试,电流密度保持率高达93.5%.在300、400、500 mA·cm^-2电流密度连续测试45 h的结果耐久性表明,MoS₂/Ni₃S₂@NF具有较好的大电流密度工作耐久性.     

铁屑微电解法处理电解锰生产废水

用废铁屑为原料对电解锰生产废水进行处理，考察了铁屑用量、反应时间和废水pH值对Cr⁶⁺，Mn²⁺去除率的影响.实验结果表明，在铁屑用量为15%，废水pH值为4，常温下反应120 min的条件下，Cr⁶⁺，Mn²⁺的去除率在99.7%以上，总铬去除率达99.2%.同时，将实验结果用于工厂废水处理运行，效果良好，Cr⁶⁺的去除率为99.45%，Mn²⁺的去除率为95.53%.     

三维电极-电Fenton法去除垃圾渗滤液中有机物

采用三维电极-电Fenton法处理垃圾渗滤液,考察了垃圾渗滤液中有机物去除的影响因素及处理效果,优化了实验条件,并探讨了有机物的降解机理。结果表明,电流密度、极板间距、初始pH、Fe²⁺投加量、曝气量等参数对垃圾渗滤液中化学需氧量(COD)和总有碳量(TOC)的去除率均有一定的影响,其最佳运行参数为：电流密度57.1mA/cm²、极板间距10cm、初始pH为4.0、Fe²⁺ 投加量1mmol/L、曝气量0.2m³/h,在此条件下,COD和TOC的去除率分别达80.80%和73.26%。气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)定性分析结果显示,电解对垃圾渗滤液中芳烃、烷烃、羧酸、酯类等主要有机物具有很好的去除效果,可生化性(BOD5/COD)从电解前的0.125增大到0.486,有利于后续的生化处理。     

用Fenton技术去除水中盐酸左氧氟沙星

研究Fenton高级氧化技术对水中抗生素盐酸左氧氟沙星的去除效果, 并考察n(H₂O₂)∶n(Fe²⁺)、 H₂O₂投加量、 溶液初始pH值、 反应时间和初始质量浓度对去除效果的影响. 结果表明: 当n(H₂O₂)∶n(Fe²⁺)=5~25时, 盐酸左氧氟沙星、 化学需氧量(K₂Cr₂O₇法, COD_Cr）和总有机碳(TOC)的去除率随二者物质的量比的增加先增加后降低; 当H₂O₂投加量为15 mL/L时, 盐酸左氧氟沙星、 COD_Cr和TOC去除率分别为88.40%,5952%,3380%; 当pH=3时, 盐酸左氧氟沙星、 COD_Cr和TOC的去除率分别为9240%,5952%,3451%; 盐酸左氧氟沙星、 COD_Cr和TOC的去除率随反应时间呈逐渐增加的趋势, 去除率随初始质量浓度的升高而下降; 当反应时间为3 h时, 去除过程基本完成. 在pH=3, 温度为20 ℃, H₂O₂投加量为15 mL/L, n(H₂O₂)∶n(Fe²⁺)=10的条件下, Fenton高级氧化技术对水中盐酸左氧氟沙星的去除效果最好, 达9640%.     

UV/O3法降解乙酸的影响因素

利用UV/O₃法对糠醛废水中的乙酸进行光氧化降解实验. 讨论了pH值、 光源、 阴阳离子等因素对乙酸降解速率的影响. 结果表明, 以高压汞灯 (400 W)为光源, 对500 mL浓度为8 mmol/L的乙酸溶液, 在温度为(35±2) ℃、 O₃含量为 0.1 mg/L, pH值为2.2的条件下, 乙酸降解效果最佳. 在此条件下, 300 min内溶液中乙酸和TOC降解率分别为86%和74%. 在所考察浓度范围内, 乙酸的降解符合零级动力学模式.     

黄原酸化改性凹凸棒土对Pb2+的去除性能

以NaOH和CS₂为黄原酸化剂,MgSO₄为稳定剂,黄原酸化改性凹凸棒原土(N-XAP)制得了黄原酸化凹凸棒土(X-ATP).X-ATP对Pb²⁺具有良好的吸附性能,采用单因素试验得到在其处理含Pb²⁺模拟废水时的最佳条件为温度20～25 ℃、起始质量浓度400 mg·L^-1、吸附剂质量浓度2.0 g·L^-1、pH值5.0～6.0、振荡吸附时间30 min.最高去除率可达99.82%,Pb²⁺残余质量浓度为0.720 0 mg·L^-1,低于国家1级排放标准.对X-ATP及其原料进行了SEM、XRD和粒度分析等结构表征,进一步佐证了其对Pb²⁺的良好吸附性能.     

MOF基多孔炭的制备及其在超级电容器中的应用

金属有机框架材料(MOFs)由于其具有较高的比表面积,可调节的孔隙结构,以及结构、功能多样性,使其作为前驱体在电化学等方面具有广阔的应用前景.采用水热法合成了金属有机框架材料[Zn₃(bpdc)₃(bpy)]·2DMF·4H₂O](ZBB),并以此为前驱体,通过炭化-活化法制备了多孔炭ZBBC-T-A,研究了不同炭化温度,不同的炭碱比对多孔炭微观结构及电化学性能的影响.结果表明:多孔炭ZBBC-800-1∶3是以微、介孔为主,且最大比表面积达2 294.6 m² ·g^-1;以6 mol·L^-1 KOH为电解液,在电流密度为1 A·g^-1时,其比电容为304.8 F·g^-1;电流密度从1 A·g^-1增加到10 A·g^-1时,电容损失率为21.26%;在1 A·g^-1的电流密度下,经过5 000次循环后,电容保持率为95.85%.其能量密度为8.06 Wh·kg^-1.     

电解法处理罗丹明B生产废水的工艺及机制研究

随着染料工业的不断发展,其生产过程中产生的废水已成为主要的工业水体污染源。采用电解法处理罗丹明B生产废水,首先研究了极板材料和电流密度对废水处理效果的影响,结果表明：分别以镍板和RuO₂-IrO₂-TiO₂/Ti钛网为阴、阳极,控制极间距3 cm,电流密度2.0 A/dm²,电解时间40 min,废水COD去除率可达44.3%,脱色率高达94.7%。然后通过H型电解槽实验和红外光谱对电解法处理罗丹明B生产废水的机制进行了探究,初步推断：阳极表面生成的氯气溶于水生成次氯酸,次氯酸氧化破坏废水中有机物分子的发色基团并促使其发生分解,生成的小分子有机物由于水溶性较差,被阳极表面生成的氯气以及阴极表面生成的氢气浮选出来,从而最终实现废水COD的降解和色度的去除。     

旋转填充床中O3/Fenton工艺处理酸性黄23印染废水的研究

以超重力旋转填充床（RPB）为反应装置,结合Fenton试剂,研究了臭氧高级氧化技术处理酸性黄23印染废水的效果。考察了初始pH值、Fe ²⁺离子浓度、H₂O₂浓度、臭氧质量浓度、旋转填充床转速、NaCl质量浓度、KH₂PO₄质量浓度、Na₂SO₄质量浓度等因素对脱色率和COD去除率的影响。实验结果表明,当转速为1000r/min、pH=4、Fe ²⁺浓度为0.6mmol/L、H2O2浓度为1.5mmol/L、O3质量浓度为40mg/L、液体流量为30L/h时,酸性黄23的脱色率可达到90%以上,溶液COD去除率可达到33%;随着NaCl、KH₂PO₄质量浓度的增加,酸性黄23脱色率与溶液COD去除率不断减小;改变Na₂SO₄质量浓度,酸性黄23脱色率与溶液COD去除率变化不大。     

FeVO4-H2O2体系中酸性品红的降解性能研究

为提高印染废水的高效、快速降解,进行了FeVO₄催化降解酸性品红水溶液的研究,考察了双氧水的初始浓度、催化剂用量和反应温度对脱色率和反应速率常数的影响。结果表明:在使用FeVO₄作为非均相Fenton催化剂时,酸性品红的氧化降解反应可以使用假一级反应动力学模型进行描述。FeVO₄投加量的增加和温度的增大都可以显著提高酸性品红降解反应速率常数。在H₂O₂浓度为13.6 mmol·L^-1,FeVO₄投加量为1.0 g·L^-1,温度25 ℃条件下,60 min时FeVO₄对酸性品红水溶液的降解率达到94.5%。同时,根据不同温度下的反应速率常数,并结合Arrhenius方程计算出酸性品红降解过程的假一级反应的活化能Ea为60.24 kJ·mol^–1。为利用多相类Fenton催化剂方法处理含酸性品红的印染废水提供理论依据。