Fenton试剂去除小分子羧酸的分析研究

难降解有机污染物对环境有较大影响,在处理过程中次生小分子羧酸也对水环境具有一定的危害,本文考察了Fenton试剂对不同种类小分子羧酸的去除情况,同时对Fe2+浓度、H2O2浓度和p H值三种因素对体系的影响进行了详细的研究。结果表明,在不同的p H值(2.00~6.00)条件下,Fenton对甲酸、草酸和水杨酸的降解遵循准一级反应动力学。在Fenton体系中,Fe2+和H2O2存在最佳浓度,此时小分子羧酸的降解达到最大。     

紫外光协助过氧化氢耦合高铁酸钾降解活性艳红X-3B的研究

应用紫外光协助过氧化氢联合高铁酸钾处理活性艳红X-3B模拟染料废水。考察了紫外光(UV)、p H值、高铁酸钾(K_2FeO_4)投加量、过氧化氢(H_2O_2)浓度和反应温度等因素对活性艳红X-3B去除率的影响。结果表明,H_2O_2浓度为0.5 mmol·L-1、K_2FeO_4投加量为0.1 mmol·L-1、pH值为3.0、反应温度为25℃、反应时间为60 min时,活性艳红X-3B降解率可达84.39%,是单独使用0.1 mmol·L-1高铁酸钾时去除率(39.32%)的2.15倍。这主要是由于在p H值为2.5~3.0时,K_2FeO_4和H_2O_2具有协同作用,K_2FeO_4反应产生的Fe3+、Fe2+能与H_2O_2进一步反应,起到了类芬顿的效果。利用UV协助H_2O_2/K_2FeO_4体系,UV的照射能够进一步加快X-3B降解的速率,对X-3B的降解率比H_2O_2/K_2FeO_4体系提高了1.82%,推测原因是UV加快了H_2O_2/K_2FeO_4体系中Fe3+/Fe2+的循环,进一步促进HO·的产生,使反应效果提升。     

超声波／零价铁协同降解氯酚类化合物的QSPR研究

在同一反应条件下测定超声波/零价铁[简称(US/Fe)]协同降解六种氯酚类化合物的降解速率常数(k),采用软件Chemoffice2005内置的MOPAC2002计算氯酚类化合物的分子结构参数,运用偏最小二乘(PLS)回归分析方法,对氯酚类化合物进行定量结构-性质相关(QSPR)研究,得到预测性较好的模型.模型结果显示,影响US/Fe协同降解性能(logk)的主要因素是Vp、Ehomo、logKo/w、(Elumo-Ehomo)2和Elumo-Ehomo.推测在US/Fe协同体系中:(1)氯酚类化合物的降解反应不是以空化泡内的热解反应为主.(2)Fe表面的吸附作用对降解反应起决定影响,且氯酚化合物的氧化反应占主导地位.     

[Bu4N]28[(PW11O39FeⅢ)6FeⅡ(CN)6]·13H2O的合成,表征及磁性研究

在Na4PW11O39Fe(Ⅲ)(H2O)·11H2O,K4Fe(CN)6和Bu4NBr的混合水溶液中,合成了一个新的类普鲁士蓝杂多化合物[Bu4N]28[(PW11O39FeⅢ)6FeⅡ(CN)6]·13H2O,并通过元素分析、差热-热重、红外光谱、紫外光谱等分析手段对其进行了表征.分析结果表明,在该化合物中,PW11O39FeⅢ(H<,2O)4-的配位水分子被氰基取代,形成以FeⅡ为中心的类似于普鲁士蓝的八面体结构单元FeⅡ-[CN-FeⅢPW11O39]6-磁性研究表明,该化合物为反铁磁性物质,在3.44K以上,其表现为铁磁性,磁化率随温度的下降而升高,居里常数为4.469 cm3Kmol-1外斯常数为-0.05(3)K,g因子为2.02.在3.44K以下,其表现为反铁磁性.磁性随温度的下降而降低.     

一个新颖的类光芬顿体系光催化降解DMP

一个以Keggin型铁取代杂多阴离子PW11O39Fe（Ⅲ）（H2O）^4-[PW11Fe（Ⅲ）（H2O）]为光催化剂的新颖类光芬顿体系被用于邻苯二甲酸二甲酯（DMP）的光催化降解。实验结果表明,在pH6.86的含有0.1mmol·L^-1 DMP＋1.0mmol·L^-1PW11Fe（Ⅲ）（H2O）＋3.0mmol·L^-1H2O2。磷酸盐缓冲溶液中,反应80minDMP的降解率达到100％,总有机碳去除率为43％,并详细考察了溶液pH、初始过氧化氢浓度和PW11Fe（Ⅲ）（H2O）浓度对降解效率的影响。提出了过氧化氢存在和缺失条件下的光催化机制,这个新颖的类光芬顿体系为实际的水处理提供了潜在的应用。     

改性羧甲基纤维素制备及其对重金属离子吸附效果研究

以羧甲基纤维素为主要原料,以过硫酸铵为引发剂,以N-N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,同时以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CHPTAC)等单体为改性剂,在一定条件下进行接枝共聚,制备了改性天然高分子有机吸附剂,并考察了原料质量分数、反应温度、反应时间等因素对接枝率的影响,并对吸附剂的最佳应用条件进行了探索。实验结果表明:在CMC、AA、AM及CHPTAC的质量分数分别为30%、47%、4%、18%和5%时,在80℃反应温度、2.5小时反应时间条件下,改性CMC的接枝率最大;当p H值为5、吸附剂投加量为0.8mg/100m L、30℃吸附温度、2.5小时吸附时间条件下,吸附效果最佳。     

pH值对Fe(Ⅱ)还原处理含铬废水的影响及动力学研究

化学还原/沉淀法是处理含铬废水的经典工艺,而亚铁Fe(II)是常用的还原剂。优化选择还原反应的pH值条件是提高反应速率和处理效果的关键环节。本文首先利用化学模拟软件Visual MINTEQ对不同pH值条件下Fe(II)还原Cr(VI)反应体系反应物和生成物的形态分布以及反应机理进行了理论分析,然后通过实验考察了pH值在1.5~7.0范围Fe(II)还原Cr(VI)的反应速率及其反应动力学。结果表明,当pH值在1.5~4.0时,反应速率随着pH值的升高而降低;当pH值在4.0~7.0时,反应速率随着pH值的升高而升高;pH值在4.0左右时,反应速率最小。在实际处理含铬废水过程中,酸性条件(pH=2.0~3.0)和中性偏酸性条件(pH=6.0~7.0)下利用Fe(II)还原处理含铬废水均有较快的反应速率和较好的处理效果。     

CFS氧化降解偶氮染料活性黑RB5

研究了复合高铁酸盐溶液(CFS)氧化降解活性黑(RB5)染料废水的反应条件和降解机理.结果表明:CFS氧化降解RB5的最佳pH范围为pH<10,并且在该范围内Fe(VI)的反应速率较快.当pH=8～9,CFS投加量为20 mg·L-1时,氧化反应5 min和20 min时,RB5的脱色率分别为80%和95%.对TOC和COD的去除实验表明,在氧化反应过程中存在有机分子的矿化反应,但矿化速率远低于脱色反应速率.UV-Vis和FTIR结果表明,染料分子中的偶氮基团能被Fe(VI)氧化破坏,并且处理后样品中RB5的特征红外吸收峰消失,说明了染料分子中部分苯环和萘环被破坏,从而使得染料废水的毒性降低、可生化性提高.因此,CFS作为一种高效、低廉的强氧化剂,为染料工业废水的处理提供了一个可行的方法.     

可见光下聚乙烯醇负载EuPW光催化降解甲基橙的研究

以磷钨酸和稀土氧化物为原料合成了稀土杂多酸盐K8H3[Eu(PW11O39)2]·25H2O(简记EuPW,下同).将其负载在聚乙烯醇(PVA)上,制成复合膜光催化剂EuPW/PVA,用SEM、IR等对其进行了表征.以氙灯为灯源,选择具有代表性的有机污染物一甲基橙为目标降解对象,研究了EuPW与PVA的成膜比例、合成温度、催化剂用量、pH值、反应时间、底物浓度等因素对甲基橙降解效率的影响.结果表明:EuPW与PVA的比例为1:1,处理温度为50℃,pH=2.0时催化降解效率最高,光照25 min,甲基橙的降解率可达99.1%.同时,研究了EuPW/PVA光催化降解甲基橙的动力学方程,实验表明,EuPW/PVA对甲基橙的光催化降解反应符合一级动力学方程,该反应温度下的表现速率常数为0.197 min-1.     

臭氧灭活水中枯草芽孢杆菌的效果

选取枯草芽孢杆菌(ATCC 6633)作为高抗性、难灭活的指示微生物,对臭氧灭活水中枯草芽孢杆菌的效果进行了评价,分析了臭氧浓度、反应时间、p H值、温度以及初始芽孢浓度对灭活效果的影响。实验结果显示,臭氧对芽孢的灭活反应可分为延迟期和灭活期;在臭氧浓度、反应时间、p H值、温度和初始芽孢浓度分别为0.42~4.00 mg·L-1、0~20 min、6~8、1~30℃和104~1012cfu·m L-1的条件下,提高臭氧浓度或延长作用时间,均可增强灭活效果,说明灭活效果受臭氧浓度和作用时间的共同影响。同时,温度的升高对臭氧灭活芽孢的能力有促进作用;而灭活反应的p H值和初始芽孢浓度对臭氧灭活芽孢的效果影响不大。     

铁离子对于UV/PMS除污染效果的强化(英文)

以苯甲酸(BA)为目标物,研究了几种变价过渡金属离子对于UV/PMS去除污染物效果的影响。实验结果表明,Co2+和Mn2+对于BA的去除没有影响;而Fe2+和Fe3+明显地强化了BA的去除。UV/PMS/Fe3+体系中BA降解的假一级速率常数大于相同条件下UV/PMS、UV/Fe3+、Fe3+/PMS三种体系中BA降解的假一级速率常数之和,说明UV/PMS和Fe3+之间存在协同作用。此外,Fe2+强化UV/PMS去除BA的效果好于Fe3+,这是由于Fe2+能够迅速还原PMS产生自由基,同时生成Fe3+。最后,研究了铁离子的两种不同类型络合剂磷酸盐和草酸对UV/PMS/Fe3+去除BA的影响。磷酸盐和草酸均抑制了铁离子对BA去除的强化作用。但是,在草酸存在的条件下,UV/PMS/Fe3+对于BA的去除效果仍好于UV/PMS。因此,在实际应用中,UV/PMS与铁离子的组合可能会提高其对污染物的去除效果。     

零价铁和氧化剂复合添加对土壤中硝基氯苯降解的影响研究

针对南京某化工厂搬迁遗留的硝基氯苯污染的场地土壤,采用零价铁还原与氧化剂氧化的联合体系,研究了四种氧化剂对邻位、对位和间位硝基氯苯的降解率,以及不同氧化剂(高锰酸钾、芬顿试剂、30%过氧化氢和过硫酸钠)的浓度、零价铁添加剂量与体系p H值对土壤中硝基氯苯(邻位、对位和间位)降解效率的影响。结果表明,经零价铁还原1 h后,再添加氧化剂氧化处理,对土壤中硝基氯苯有较好的降解效果,四种氧化剂对硝基氯苯降解率大小顺序为高锰酸钾芬顿试剂30%过氧化氢过硫酸钠,硝基氯苯的降解率分别为94.2%、90.4%、88.5%和74.9%;邻位和对位的硝基氯苯降解率大于间位;随着氧化剂浓度和零价铁剂量的增加以及p H值的下降,硝基氯苯的降解率不断增加。p H值为6.8时,零价铁添加0.5 mmol·g-1,氧化剂添加2.0 mmol·g-1,可作为该场地土壤中硝基氯苯理想的降解修复条件。     

壳聚糖铜催化剂催化H2O2分解反应的研究

以壳聚糖（CS）和CuSO4为原料制备了CS—Cu（Ⅱ）催化剂,利用XRD、红外光谱等方法对催化剂的结构特征进行分析,并研究了该催化剂催化分解H2O2的催化性能,探讨了催化剂用量、反应温度、H2O2浓度、pH值、反应时间等反应参数对催化性能的影响．结果表明：最佳的反应条件是,温度为45℃,pH值=4,H2O2浓度为0．15mol／L,催化剂的用量为0．6g,4h内H2O2分解可达到90％．     

一步合成介孔碳-金复合催化剂及其在苯乙烯环氧化中的应用

以酚醛树脂作为碳源,F127(EO_(106)PO_(70)EO_(106))作为模板剂,氯金酸为金源,一步合成了有序介孔碳-纳米金复合催化剂(Au/FDU-15).采用FT-TR,XRD,N2吸附-脱附,ICP,TEM等手段对合成的催化剂进行表征.以分子氧为氧化剂的苯乙烯环氧化反应为探针反应,考察了介孔碳-金复合催化剂焙烧温度、金含量、p H值等制备条件对苯乙烯环氧化反应的影响.     

海泡石负载Fe/Ni去除对氯硝基苯的还原途径及温度与pH的影响

针对零价铁易团聚、氧化和钝化的缺陷,选用海泡石为载体、过渡金属镍为催化剂,制备了一种克服以上缺陷的海泡石负载铁镍复合材料(用Fe/Ni-SEP表示),研究了该材料还原水中对氯硝基苯的还原途径、机制及pH与温度的影响。研究结果表明,在30℃下用2 g·L~(-1)投加量的Fe/Ni-SEP去除初始浓度为10 mg·L~(-1)的对氯硝基苯溶液,120 min时有94.3%的对氯硝基苯被还原成苯胺。去除过程符合L-H模型,说明去除为还原与吸附的协同作用,其中k_1?k_2,因此吸附为速率决定步骤。还原途径与去除机制为:Fe/Ni-SEP中零价铁作为电子供体将硝基还原为胺基,金属镍将零价铁的腐蚀产物H_2转化为活性氢,活性氢作用于苯环上的C-Cl键,使对氯苯胺加氢脱氯变成苯胺。升高温度加快了传质速率,且利于反应物越过能垒,使反应速率加快。pH为3～7时,利于发生还原脱氯反应。     

Au/Fe3O4-H2O2体系降解甲基橙

采用自制的超顺磁性Fe3O4纳米粒子为载体,以盐酸羟铵还原HAuC14制备Au/Fe3O4纳米复合粒子,考察Au/Fe3O4-H2O2体系降解甲基橙溶液的反应条件.利用粉末X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见光谱仪(UV-Vis)和电化学工作站等设备,考察复合粒子的晶相结构和催化性能.结果表明:在H2O2的用量为2.0 mL、溶液的pH为3.0、反应时间为120 min的条件下,甲基橙的去除率达到90％以上,在脱色过程中,Au/Fe3O4复合粒子主要起了催化分解H2O2的作用.     

β-环糊精微球对Cu(Ⅱ)的吸附性能研究

以水溶液中Cu(Ⅱ)为吸附对象,考察了合成的β-环糊精微球(β-CDPs)对Cu(Ⅱ)的吸附性能.研究了p H值、吸附温度、吸附时间、吸附剂用量及共存离子和离子强度等条件对β-CDPs吸附性能的影响,同时考察了β-CDPs的再生性能.最后,进行了β-CDPs对实际水样中Cu(Ⅱ)的吸附分析.结果表明,合成的β-CDPs在最佳条件下对Cu(Ⅱ)具有良好的吸附性能,β-CDPs对Cu(Ⅱ)吸附率最大可达87.45%,且可再生使用.将该微球用于实际水样中Cu(Ⅱ)的吸附研究,对电镀废水的最大吸附率为68.10%,对游泳馆废水的最大吸附率可达77.50%.     

β分子筛负载SO42- /FeaO3固体超强酸的制备及酯化性能研究

利用浸渍法将Fe2(SO4)3溶液负载到β分子筛上,经过焙烧制得β分子筛负载SO2-4-/Fe2O3固体超强酸催化剂.并以乙酸丁酯的酯化反应为探针,考查了β分子筛与Fe2(SO4)3的质量比、焙烧时间、焙烧温度对催化剂酯化性能的影响,得到了较佳的制备条件:Fe与β分子筛质量比为5:2,焙烧温度550C,焙烧时间4h.用指示剂法测其酸强度H0≤12.7,为固体超强酸.     

响应面设计优化热激活过硫酸盐降解诺氟沙星动力学与产物分析

针对水环境中广泛残留的典型氟喹诺酮抗生素诺氟沙星,采用Box-Behnken的响应面设计方法,考察了反应温度、初始pH值及过硫酸盐(PS)的浓度对热激活过硫酸盐降解诺氟沙星的综合作用,通过构建三因素三水平实验模型,预测并验证了最优化因子条件,对该条件下的降解产物和机理进行了分析。实验发现,所建立的二次多项式模型较为有效,通过模型优化及实验验证表明,最佳反应条件为pH=5.0,过硫酸盐浓度1.04 mmol·L~(-1)及反应温度60℃。液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)分析结果表明,反应过程中生成了9种主要产物,且诺氟沙星在该体系中可能生成了类环丙沙星物质。     

Fenton氧化工艺处理石油树脂生产废水研究

试验研究了难生物降解石油树脂生产废水Fenton氧化处理效果,考查了各影响因子最佳工艺条件.结果表明,在pH值为2.5、FeSO4投加量为800 mg·L-1、H2O2投加量为3000 mg·L-1、反应时间为2 h、反应温度为50～55℃的条件下,Fenton氧化工艺COD去除率为73%左右.将Fenton氧化处理水同低浓度含油废水混合后经进一步混凝沉淀处理,处理水COD值可降低至350 mg·L-1左右,达到了污水三级排放标准(COD<500 mg·L-1).