臭氧氧化水中新型污染物三氯蔗糖的机理分析

为了探究新型污染物三氯蔗糖(SUC)的有效去除方法,考察了连续臭氧对水中SUC的降解效果,分析了臭氧通量、SUC初始浓度、初始p H值、温度和共存阴离子等因素对降解效果的影响,并通过产物鉴定推测了SUC的降解路径.结果表明:臭氧氧化工艺能高效去除SUC,中性条件下羟基自由基(HO·)间接氧化作用大于臭氧直接氧化.SUC降解过程均符合拟一级动力学反应方程特征,反应速率常数均随臭氧通量、p H值和温度的升高而增大;SUC的初始浓度高将降低降解效果,水中常见阴离子抑制SUC降解的顺序为CO_3~(2-)HCO_3~-Br~-Cl~-.利用幂指数型经验模型得到了臭氧降解SUC的动力学模型,臭氧氧化过程经LC/MS鉴定有4种中间产物,降解路径可能为糖苷键的断裂和HO·的取代反应.     

非均相Fenton-光氧化体系处理印染废水的研究

利用自制的针铁矿（a-FeOOH）与H2O2构成非均相Fenton体系对印染废水进行催化处理,考察了初始pH值、针铁矿投加量、H2O2浓度、光氧化时间等对催化效果的影响.结果显示：该方法在pH=1 、a-FeOOH浓度为4g/L、H2O2体积分数7％、光氧化时间120 min和废水温度25℃下,COD去除率达到90％以上.     

纳米氧化铜对水中三价砷的吸附特性及机理研究

研究纳米氧化铜对三价砷(As(Ⅲ))的吸附性能。采用水热法合成制备纳米氧化铜(CuO-NPs),并将其应用于水中砷离子的吸附脱除,通过透射电子显微镜、X-射线衍射(XRD)对CuO-NPs进行表征。制备的CuO-NPs形态稳定,平均直径在20～50nm,且其零电荷点为7. 8。同时,通过批处理吸附试验探究了吸附时间、溶液p H、初始浓度等因素对水中As(Ⅲ)去除率的影响。结果表明:弱碱性条件有利于CuO-NPs对As(Ⅲ)的去除,且p H为8时,CuO-NPs对As(Ⅲ)去除率最高,为97. 05%; As(OH)3和As(OH)2O-与氧化铜水合物之间的配位交换,是As(Ⅲ)被吸附去除的主要途径; As(Ⅲ)对CuO-NPs的等温吸附符合Langmuir方程,最大吸附容量可达1 085. 040 3μg/g,且该过程是自发吸热反应、符合准二级动力学方程。     

新生态二氧化锰悬浊液的制备及对三价砷氧化吸附机理的探讨

实验制备了新生态MnO2悬浊液并测定了其性质;从吸附动力学、等温吸附、pH值和离子强度等几个方面,探讨了新生态MnO2悬浊液对水中As(Ⅲ)去除作用的机理.结果表明:新生态MnO2对As(Ⅲ)去除过程符合二级动力学方程;pH=6.5时等温线符合Langmuir和Frundlich方程.pH值影响因素的研究表明,新生态MnO2对As(Ⅲ)吸附只是和体系的pH值有关,而与H3AsO3的pKa无关的非特性吸附.     

阳极接触辉光放电等离子体降解水中溴乙酸研究

溴乙酸(BAs)是一类有毒、难降解有机污染物。阳极接触辉光放电法(ACGDE)是一种新型水处理技术,可以在溶液中生成氧化剂羟基自由基(·OH)和还原剂活性氢(·H)/水合电子(e_aq^-)。实验结果表明,ACGDE可将三溴乙酸(TBA)等BAs高效去除,反应240 min后,TBA的去除率达96.67%,总脱溴率达92.21%。Fe²⁺和有机物异丙醇的存在均有利于TBA的降解。溶液pH在3～13范围内对TBA的降解影响明显,pH=9时TBA降解最慢。BAs的降解过程符合一级反应动力学。BAs降解速率随着BAs溴原子数的增加而加快。引发BAs降解的主要活性物质是羟基自由基(·OH)、活性氢(·H)/水合电子(v)。     

用合成的纳米Fe3O4去除水中砷的实验研究

采用绿色无害的淀粉作为稳定剂合成了纳朱Fe3O4粒子,并用于水中砷(As)的去除.结果 表明,水中砷主要存在形式为As(Ⅲ)和As(Ⅴ).Fe3O4纳米粒子对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)都有良好的去除效果,吸附过程符合准二级动力学,且不同价态的As去除过程受pH值和腐殖酸(HA)影响不同.其中,纳米Fe3O4对As(Ⅲ)的吸...     

OBrO与OH自由基反应机理的理论研究

用量子化学从头算方法研究了OBrO与OH自由基反应的微观机理.在B3LYP/6-311G(d,p)水平上计算出了各物种的优化构型、振动频率;并在CCSD(T)/6-311G(d,p)水平上计算了他们的零点能(ZPE)、相对能量及总能量.计算结果表明,OBrO与OH自由基反应经过缔合、H转移和离解等复杂过程,最终得到四种产物,分别为HOBr+1O2、HBr+1O3、BrO+HO2和HBrO+1O2.从能量上看,形成HBrO+1O2这条通道最难进行,而形成HO2+BrO、HBr+1O3和HOBr+1O2的通道在动力学上更容易发生.     

UV/H_2O_2工艺降解水中扑热息痛

针对传统工艺难以有效去除水中抗生素的问题,采用UV/H2O2工艺降解水中残留的典型药物扑热息痛(APAP)。紫外光会催化双氧水(H2O2)产生羟基自由基(HO.)降解水中扑热息痛。扑热息痛降解过程符合准一级动力学模型。研究其反应物初始质量浓度、H2O2投加量、反应液pH、光照强度及水中不同阴离子对扑热息痛去除率的影响。研究结果表明:随着反应物初始质量浓度的升高,UV/H2O2工艺降解APAP的反应速率降低,当反应物初始质量浓度从2 mg/L增加至10 mg/L时,降解速率常数由0.108 9 min-1降低到0.037 6 min-1;在一定范围内,双氧水投加量越多,APAP的降解速率越快;光照强度越强,APAP的降解速率越快;在酸性条件下,UV/H2O2工艺降解APAP速率较快;阴离子对UV/H2O2工艺降解APAP的影响不同,阴离子体系反应降解速率常数从大至小依次为NO3-,SO42-,Cl-和CO32-。     

针铁矿非均相Fenton法对抗生素的降解特征及其动力学研究

采用合成的针铁矿为催化剂与H2O2构成非均相Fenton试剂,开展对盐酸四环素（TC）的氧化分解特征及其动力学研究.考察pH、H2O2 浓度、催化剂投加量、TC初始浓度、温度对TC氧化分解过程的影响.研究结果表明,在优化条件下,针铁矿催化对TC的Fenton氧化分解效果明显,240 min后氧化分解率达到97.2%.而且,针铁矿氧化分解TC的反应仍主要是通过?OH作用, 因为加入叔丁醇自由基捕获剂后,TC的氧化分解率明显降低.此外,动力学模型拟合结果表明,针铁矿表面催化氧化分解TC是符合准一级动力学反应（R2＞0.97）,其表观活化能为Ea=31.86 kJ/mol.可见,该氧化分解反应表观活化能相对比较低,说明该反应比较容易进行,温度升高也有助于提高反应速率.     

针铁矿对U(Ⅵ)的吸附性能研究

利用人工合成的针铁矿(α-FeOOH)作为吸附剂,对针铁矿吸附铀废水中U(VI)的影响因素、吸附动力学和吸附等温线进行了研究。探讨在不同pH值、吸附剂投加量和初始铀的质量浓度条件下针铁矿对U(VI)的吸附特性。研究结果表明:当温度为25 ℃、U(VI)浓度为10 mg/L、pH值为6、投加量为0.6 g/L时,针铁矿对U(VI)的吸附率最高可达98.44%;针铁矿对U(VI)的吸附符合准二级动力学方程,说明针铁矿对U(VI)的吸附主要是化学吸附;Freundlich等温吸附模型能更好地拟合针铁矿对U(VI)的吸附过程,说明针铁矿对U(VI)的吸附属于多层吸附。     

类光-芬顿体系PW_(11)O_(39)Fe(Ⅲ)(H_2O)~(4-)/H_2O_2可见光催化降解罗丹明B

以Keggin型铁取代杂多阴离子PW11O39Fe(Ⅲ)(H_2O)4-(PW11Fe)为可见光活性组分构建了一个类光-芬顿体系(PW11Fe/H2O2),并用于模型污染物罗丹明B(Rh B)的可见光催化降解,同时考察了H2O2浓度、PW11Fe浓度、Rh B初始浓度及溶液p H值对Rh B可见光催化降解速率的影响,讨论了Rh B光催化降解的动力学性质。实验结果表明,当溶液p H=4.5时,由0.6 mmol·L-1PW11Fe和4 mmol·L-1H2O2构成的体系对Rh B的光催化降解效果最佳,0.01 mmol·L-1的Rh B在250 W金卤灯照射下反应60 min,其降解率达到100%,反应240 min,总有机碳(TOC)去除率约48%。羟基自由基猝灭和电子顺磁共振(EPR)实验表明,PW11Fe/H2O2体系在可见光照射下产生羟基自由基,从而导致Rh B的快速降解,降解反应的表观速率常数k为(6.2±2)×10-2mmol·L-1·min-1。     

羟基磷灰石及氟掺杂对UO22+的吸附性能研究

采用湿化学沉淀法合成粉末状羟基磷灰石(HA)和氟掺杂羟基磷灰石(FHA93和FHA200),通过红外光谱、X射线衍射、热失重分析及X射线光电子能谱进行表征,研究了其对模拟废水中UO2+2的吸附去除性能,考察了p H值、UO2+2初始浓度、吸附时间和温度等条件对羟基磷灰石和氟掺杂羟基磷灰石去除UO2+2的影响。结果表明:HA,FHA93和FHA200 3种吸附剂对UO2+2的最大去除率均在99.5%左右;吸附平衡数据符合Langmuir模型,吸附动力学数据与准二阶动力学方程较吻合;FHA200在p H值2~7范围内均有较高的UO2+2去除率;FHA93在60 min内达到饱和吸附量的98%;热失重分析和耐酸性实验测试结果表明FHA200有更好的热稳定性和耐酸性。因此,氟掺杂羟基磷灰石比羟基磷灰石更适合应用于含UO2+2废水处理。     

酸碱度和铁离子对毒砂生物氧化作用的影响研究

毒砂的氧化作用会产生富含As的酸性矿山废水(AMD)引起了广泛关注,但p H和Fe2+离子对毒砂生物氧化作用的影响还不清楚。利用从大宝山AMD培养得到的氧化亚铁硫杆菌(A.f.)和毒砂进行初始p H2.00、p H3.00和p H3.50为期30 d的不含Fe培养基有菌氧化、含Fe培养基无菌氧化和含Fe培养基有菌氧化实验,通过测定实验过程溶液的总As离子、Fe2+含量和p H值,获得如下结论:1不含Fe培养基有菌氧化过程,初始p H越低,实验结果溶液As离子质量浓度越高,初始p H2.00比初始p H3.50的溶液中As离子质量浓度要高大约15倍,即低p H可促进毒砂的微生物氧化作用。2含Fe培养基会使毒砂生物氧化过程p H保持在4.0以下进行,促进毒砂氧化,提高释放的As离子质量浓度。在AMD中加入一定的碱性物质来提到p H值,可降低Fe2+质量浓度,抑制毒砂的生物氧化作用,降低As离子的含量。     

Ni/GAC催化过硫酸钠降解酸性橙7

为提高活性炭活化过硫酸盐处理有机废水的效率,采用浸渍-高温煅烧法制备负载型镍/颗粒活性炭(Ni/GAC)催化剂,采用SEM、FT-IR和XPS对催化剂进行分析,考察了硫酸盐投加量c(PDS)、Ni/GAC投加量m(Ni/GAC)和p H值对Ni/GAC活化过硫酸钠(PDS)降解酸性橙7(AO7)的影响,并验证了反应体系内存在的主要氧化物种.结果显示:活性炭表面负载物为Ni O,同时新增大量羧基、内酯基和酚羟基,Ni/GAC具有较高的催化活性;AO7去除率随c(PDS)的增加先上升后下降;催化作用随m(Ni/GAC)的增大而提高;不同p H值下的催化降解效率为:中性碱性弱酸性强酸性;在最佳反应条件(即c(PDS)=2 mmol/L、m(Ni/GAC)=2 g、p H=7)下,90 min内AO7去除率达93.9%.该催化体系为羟基自由基(HO·)和硫酸根自由基(SO_4~-·)主导的氧化体系.     

磷灰石对溶液中铀的去除行为研究

通过静态实验,分别研究了不同的时间、pH值、铀初始质量浓度、磷灰石用量等条件下磷灰石去除溶液中铀的行为.结合红外光谱、扫描电镜、X衍射和磷析出量等分析结果,初步探讨了天然磷灰石去除铀的机理.结果表明,一定质量的磷灰石对溶液中铀的去除量随铀初始浓度的增大而增大,随着温度的升高先上升后下降.在pH值为3~4,天然磷灰石用量为1.0 g时去除效果最好,铀的去除率高达80%以上,反应在120 min基本达到平衡,反应符合二级动力学方程.XRD分析可知磷灰石主要成份是Ca5H2(PO4)3F、Ca8H2(PO4)6·H2O,扫描电镜分析与含铀溶液反应前后磷灰石矿物形貌变化不大,磷灰石对溶液中铀的去除主要以吸附和离子交换作用为主.     

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Na_2S_2O_3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。     

Fe~(2+)激活过氧单硫酸盐去除水中氨氮分析

为了有效地去除水中低浓度氨氮,采用二价铁(Fe~(2+))激活过氧单硫酸盐(PMS)的新型高级氧化工艺,对水中氨氮的去除进行研究分析。考察不同初始p H、氨氮浓度(c(NH4+-N)0)、Fe~(2+)与PMS物质的量比(n(Fe~(2+))/n(PMS))及供电子剂对Fe~(2+)/PMS体系去除水中氨氮的影响。研究结果表明:随着p H降低,Fe~(2+)/PMS体系对氨氮的去除效果增强;增加n(Fe~(2+))/n(PMS)可以促进体系对氨氮的去除;随着NH4+-N初始浓度升高,氨氮的去除率呈现下降趋势。当p H=3,PMS初始投量为0.22 mmol/L,n(Fe~(2+))/n(PMS)为1:1,NH4+-N初始浓度为0.044 mmol/L,反应60 min时,氨氮去除率达到最大,为88.27%。另一方面,分别向Fe~(2+)/PMS体系投加单宁酸、柠檬酸、抗坏血酸和草酸等供电子试剂,可以促进体系对氨氮的去除效果,其中单宁酸对其促进效果最佳,使氨氮去除率提高2.60%。Fe~(2+)向Fe3+转化的效率极高,约为91.8%。Fe~(2+)/PMS工艺去除氨氮符合拟一级动力学模型。     

铁碳微电解/H_2O_2耦合工艺预处理水中砷的研究

采用铁碳微电解/H_2O_2耦合工艺预处理水溶液中砷,研究了溶液初始p H、铁碳球投加量、曝气流量、H_2O_2投加量、反应温度和初始总砷(TAs)浓度等因素对砷去除效果的影响﹒结果表明,在铁碳微电解体系中加入H_2O_2能明显提高水溶液中TAs和三价砷(As(Ⅲ))去除率﹒当溶液初始TAs和As(Ⅲ)浓度分别为539 mg/L和368 mg/L,溶液初始pH为2.5,铁碳球投加量为530 g/L,曝气流量为60 m L/min,H_2O_2投加量为2 m L,在15℃下曝气反应1 h时,溶液中TAs和As(Ⅲ)去除率分别达到61.94%和55.06%;然而,未加H_2O_2,在同样条件下处理,TAs和As(Ⅲ)去除率分别为47.07%和41.97%﹒     

Fe/Al电极电絮凝法处理Ni-EDTA废水影响因素及机理分析

为提高电絮凝法对Ni-EDTA的去除效率,并深入分析其反应机理,研究了不同材料的电极组合、电流密度和初始p H对Ni-EDTA去除效果的影响。结果表明:铁阳极+铝阴极产生的有效絮凝剂最多,对TOC和Ni的去除率最高,分别为98.75%和99.99%;随着电流密度的增大,TOC和Ni的去除率逐渐升高,4.38 m A·cm~(-2)时去除率分别达到98.95%和99.21%;且电流效率开始下降。初始p H为3时,TOC和Ni的去除率分别为98.27%和99.89%,随着p H的升高去除率逐渐下降。对溶液和絮体进行紫外光谱(UV)、红外光谱(FTIR)以及扫描电镜(SEM-EDS)分析结果表明:Ni-EDTA主要通过Fe(OH)_3的絮凝吸附沉淀,电解产生的HClO和阳极电位的氧化反应以及Fe(Ⅲ)的转络合反应等一系列共同作用去除。     

UV/H_2O_2作用下冰中苯酚的光转化及其与羟基自由基的关系

在UV和H2O2作用下考察pH值、光强、H2O2初始浓度和无机离子等对冰中苯酚光解的影响,并利用二甲基亚砜(DMSO)捕获体系中生成的羟基自由基(·OH)研究·OH对冰中苯酚光解的影响.实验结果表明:H2O2可显著促进冰中产生·OH及苯酚光解;改变光强、pH值和H2O2的初始浓度,苯酚的光解率随体系中·OH浓度的增加而增大;加入NO-2和NO-3可抑制体系中产生·OH及苯酚光解;加入SO2-4不影响体系中·OH的产生及苯酚光解;加入CO2-3和HCO-3可抑制体系中产生·OH,但对苯酚光解影响较小,这是由于体系中产生了其他自由基所致.