羧基化多壁碳纳米管促进类芬顿体系催化降解苄氯酚

碳纳米管因其独特的物理化学性能和优异的电子传递特性使其成为众多研究工作者在研究高效催化剂及催化剂载体领域关注的热点.以常用消毒剂苄氯酚(CF)为新型污染物的代表,研究了羧基化多壁碳纳米管对类芬顿体系降解苄氯酚的作用,考察了pH、温度、Fe~(3+)和H_2O_2浓度等对反应的影响.结果表明:在pH=4的条件下,适量的羧基化多壁碳纳米管可以提高苄氯酚的去除率,且去除率随着温度、Fe~(3+)和H_2O_2浓度的增加而增加;当[Fe~(3+)]=0.05mmol·L~(-1),[H_2O_2]=1.0 mmol·L~(-1),[CF]=0.02 mmol·L~(-1),[MWCNTs-COOH]=4ppm时,25℃条件下CF降解速率由不加碳纳米管时的0.0047min~(-1)增加到0.1029min~(-1),提升了20多倍.通过自由基淬灭和电子顺磁共振技术来测定反应过程中的活性氧化物种,结果表明羟基自由基(·OH)为主要的活性氧化物种.最后,用飞行时间液相色谱质谱联用仪(TOF5600LC-MS)检测到苄氯酚的三种羟基化中间产物.     

β-FeOOH/盐酸羟胺/H_2O_2非均相Fenton降解酸性橙Ⅱ

利用水热法合成棒状β-FeOOH,研究了在β-FeOOH/H_2O_2组成的非均相Fenton体系中加入低浓度的盐酸羟胺(HH)对酸性橙Ⅱ(AOⅡ)的去除效果,同时考察了pH值、H_2O_2浓度、HH浓度对其去除率的影响.结果表明:反应体系pH值、H_2O_2浓度、HH浓度对AOⅡ去除效果有较大影响,当反应体系pH值为3.0、c(H_2O_2)和c(HH)分别为2.5,0.5 mmol·L~(-1)时,β-FeOOH对AOⅡ的去除率较高,达到97.82%.该体系由均相和非均相Fenton反应体系共同组成,自由基捕获实验结果表明该体系的活性物为·OH.洗脱实验证明吸附阶段去除的AOII在催化阶段被降解.经4次循环使用之后β-FeOOH仍有较高的催化活性.     

非均相UV/Fe-Cu-Y/H_2O_2体系处理含酚废水的试验

目的研究非均相UV/Fe-Cu-Y/H_2O_2体系对废水中酚的去除效果,确定该体系处理含酚废水的工艺条件.方法蒸馏水加入分析纯的苯酚晶体配制成水样,通过单因素试验分析各反应条件对废水中COD和苯酚去除率的影响,以确定最佳反应条件.结果非均相UV/Fe-Cu-Y/H_2O_2体系处理苯酚废水,H_2O_2(3%)的投加量为1.0 mL/L,催化剂的投加量为0.8g/L,调节pH值为5,最终苯酚的去除率为95%,COD的去除率为90.25%.结论非均相UV/Fe-Cu-Y/H_2O_2体系的氧化效果很大程度上受H_2O_2和催化剂投加量的影响,加入铜离子可以提高去除率.     

碳纳米管负载四氧化三铁修饰泡沫镍电极电Fenton降解4-硝基酚

以碳纳米管为载体合成了Fe_3O_4/CNT复合物,并用于修饰泡沫镍制备气体扩散电极,以4-硝基酚为模拟污染物,考察该电极的氧还原产H2O2性能与电Fenton降解4-硝基酚的效果,并探讨其可能的降解路径.结果表明,采用水热合成法能很好地将具有磁性的Fe_3O_4颗粒均匀地负载在CNT上,在溶液初始pH值7.0、电解质Na_2SO_4浓度0.1 mol/L、空气流量0.4 L/min和电流密度10 m A/cm~2条件下,Fe_3O_4/CNT修饰泡沫镍气体扩散电极电催化氧还原产H_2O_2的质量浓度和电流效率分别为185.4 mg/L和73.1%,4-硝基酚的去除率和氧化速率分别为95.8%和0.053 7 min~(-1),均高于未经修饰的泡沫镍电极和CNT修饰的泡沫镍气体扩散电极,且电极的稳定性能较好.     

Fenton氧化降解苯胺及机制研究

以苯胺(C_6H_7N)废水为处理对象进行Fenton氧化降解试验,考察pH、H_2O_2投加量、n(H_2O_2)/n(Fe~(2+))比值以及苯胺初始浓度对Fenton降解苯胺的影响,并分析其降解途径.结果表明:苯胺初始浓度为50~200mg·L~(-1),pH=2~4,n(H_2O_2)/n(Fe~(2+))=10,n(H_2O_2)/n(C_6H_7N)=10~15,反应60min苯胺去除率达75.4%~87.4%;若苯胺浓度大于600mg·L~(-1),所需反应时间延长且降解率降低.检测发现苯胺降解需经过羟基化、取代、脱氢、开环产酸阶段,其中丁烯二酸为苯胺降解过程中产酸阶段重要的中间产物,且可生化性高,易降解.因此,认为在Fenton预处理苯胺过程中,可将苯胺降解到控制丁烯二酸阶段,以丁烯二酸作为后续生化处理目标污染物的处理方法有利于苯胺的完全矿化.     

Fenton试剂和活性炭复配对印染废水的深度处理研究

以印染废水为对象进行Fenton与活性炭颗粒复配深度处理试验,考察活性炭颗粒、pH值、FeSO_4·7H_2O和H_2O_2投加量及反应时间对Fenton体系氧化性能的影响.结果表明:活性炭颗粒投加量为25g·L~(-1),pH=4.0,FeSO_4·7H_2O投加量为0.6g·L~(-1),H_2O_2的投加量为3mL·L~(-1),反应30min后色度的去除率达88.1%,COD_(Cr)去除率达67.4%,其浓度可降至50mg/L以下.因此,认为Fenton试剂与活性炭的复配可实现对印染废水的深度处理.     

马基诺矿(FeS)非均相类Fenton催化活化H_2O_2降解RhB

选用自然界存量丰富的马基诺矿(FeS)作为Fenton试剂,罗丹明B(RhB)为模型污染物,考察了该催化剂的催化活性,利用XRD、SEM对其进行了物相和形貌的表征.利用EPR证明FeS/H_2O_(2 )体系中主要的活性物种为羟基自由基(·OH),利用·OH较高的氧化能力,设计了一个连续流反应循环装置.结果表明:经简单的机械研磨之后,平均粒径约为2μm的不规则块状FeS,能有效地催化活化H_2O_2去除RhB,反应仅15 min,20μmol·L~(-1)的RhB的去除率高达95%以上,H_2O_2的利用率达到88.4%,其中FeS用量为0.5 g·L~(-1),氧化剂H_2O_(2 )浓度为1 mmol·L~(-1 ).该反应体系FeS/H_2O_(2 )的pH适用范围较广(pH 3～9),在相同体系下完全降解同浓度的亚甲基蓝(MB)、甲基橙(MO)分别只需要15 min和20 min.当流动系统中液体流速为8.3 mL·min~(-1)时,循环过柱120 min后RhB的去除率达到95%.     

微波诱导催化降解水中孔雀石绿研究

以纳米级铁酸锌(ZnFe_2O_4)粉体为微波诱导催化剂,构建了微波-ZnFe_2O_4催化反应体系.微波-ZnFe_2O_4反应体系下孔雀石绿(MG)的降解结果表明:20mg·L~(-1)的目标化合物在2 min内基本上被完全去除.利用LC/MS与GC/MS鉴定了孔雀石绿的主要降解产物,并推断其降解途径:逐步脱甲基、共轭生色团的破坏、开环和矿化.对比研究了添加H_2O_2进入微波-ZnFe_2O_4催化反应体系前后降解产物的变化,结果表明:H_2O_2等的加入能大幅提高孔雀石绿降解效率,有助于共轭生色团的破坏,这归因于H_2O_2与催化剂之间发生了Fenton反应.研究为三苯甲烷染料类废水处理提供了新的有效方法.     

铈铁复合类Fenton反应去除邻苯二酚的性能及机制探究

研究了Fe~(2+)/Ce~(3+)/H_2O_2类Fenton反应体系去除邻苯二酚的性能.结果表明,在c(邻苯二酚)=10 mmol/L,pH=7及n(Fe~(2+))∶n(Ce~(3+))∶n(H_2O_2)=1∶2∶30的条件下,邻苯二酚的去除率可以达到85%以上,明显高于经典Fenton的去除率,且铈的加入改善了经典Fenton反应最适pH值在酸性范围内的缺点.通过对反应后生成沉淀物的FTIR和XPS表征,推测将Ce~(3+)引入经典Fenton体系后,其提高了HO_2·/O_2~-·的生成速率,进而促进了类Fenton反应中Fe~(3+)向Fe~(2+)的转化,进一步催化了羟基自由基的产生,从而有效提高了邻苯二酚的降解转化.此外,部分铁和铈在反应过程中形成的沉淀化合物也有助于邻苯二酚及其降解中间产物的吸附去除.     

混凝法联合Fenton或O3氧化法深度处理焦化废水生化尾水

采用混凝法分别联合芬顿(Fenton)和O_3氧化法深度处理焦化废水的生化尾水。通过单因素实验分析,分别研究聚合硫酸铝铁(PAFC)、H_2O_2以及O_3的投加量对化学耗氧量(COD)、总氮(TN)以及苯酚处理效果的影响,并通过紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)分析废水中有机污染物的降解机制。结果表明:当PAFC投加量为2 000 mg/L时,混凝法对COD、TN以及苯酚的去除率分别为10.19%、2.36%以及2.13%;当H_2O_2投加量为0.07%时,Fenton强化混凝法对COD、TN以及苯酚的去除率分别为81.08%、22.49%以及95.84%;当O_3投加量为1 000 mg/L时,O_3强化混凝法对COD、TN以及苯酚的去除率分别达到82.63%、30.29%以及100%,对废水起到了良好的净化效果。     

UV/O_3/Fenton氧化工艺处理垃圾渗滤液效果研究

为了降解垃圾渗滤液中各种难降解污染物,研究采用UV/O_3/Fenton高级氧化技术对这些难降解污染物进行处理,对三种组合技术进行了实验,结果表明:在pH为9,臭氧浓度为500 mg/h,UV的功率为11 W时,O_3-UV法对CODcr和氨氮最大去除率分别在60 min和90 min时达到55.70%和24.33%;在pH为4,臭氧浓度为500 mg/h,Fenton试剂按照c(H_2O_2)∶c(Fe~(2+))=4∶1的摩尔浓度配置时,O_3-Fenton法对CODcr和氨氮最大去除率分别在90 min和120 min时达到31.09%和60.58%;在pH为4,UV的功率为11 W,Fenton试剂按照c(H_2O_2)∶c(Fe~(2+))=4∶1的摩尔浓度配置时,UV-Fenton法对CODcr和氨氮最大去除率分别在120min和20min时达到58.29%和32.87%。UV-Fenton法对CODcr的去除效果最好,而O_3-Fenton法对氨氮的去除效果最好,这些技术方法能够对垃圾渗滤液中难降解污染物进行有效的处理。     

芬顿和双氧水紫外处理稳定渗滤液的光谱特征

为研究芬顿(Fenton)法和双氧水紫外(H_2O_2-UV)法处理稳定(填埋场)渗滤液过程中不同类别有机物的去除规律,采用三维荧光光谱(3D-EEM)和254nm波长紫外吸光度(SUVA254),结合荧光区域一体化(FRI)EEM数据处理方法,分析总有机物去除水平相近条件下,两种处理方法去除不同有机物水平和组分变化的特征.结果表明:两种处理方法中,均是蛋白质类物质比腐殖质类物质优先被去除,酪氨酸类物质比色氨酸类物质优先被去除;较高的总有机碳(TOC)去除率段比低去除率段能去除更大比例的最难降解腐殖质类物质.在相近的TOC去除水平下,H_2O_2-UV法比Fenton法对腐殖质类物质的去除更有效,且能更多地去除胡敏酸类物质;Fenton法处理中,Fe2+投加量的增加能更多地通过絮凝沉淀作用去除胡敏酸类物质.Fenton和H_2O_2-UV作为预处理方法应用时,为了既能达到较好处理效果又能节约成本,应选择对腐殖质类物质去除率更高的H_2O_2-UV技术作为预处理方法.     

空化水射流结合Fenton处理硝基苯废水的实验

硝基苯类化合物具有弱致突变性,且化学性能稳定,常规的废水处理方法很难使其净化。采用空化水射流结合Fenton处理硝基苯废水,研究了多种因素对硝基苯去除率的影响,通过对比分析得出,当硝基苯初始质量浓度为50mg/L,处理条件为Fe2+质量浓度40mg/L,H2O2质量浓度150mg/L,围压0.5MPa,pH值5.0,泵压10MPa时,硝基苯去除率达到95.06%;同时,通过高效液相色谱揭示了其降解机理:空化水射流促使Fenton释放出更多的HO·并加剧Fe2+的催化能力,将硝基苯直接降解或氧化,分解成链烃、有机酸等小分子有机物,并分析得出硝基苯降解中间产物为苯醌,4硝基酚,2硝基酚,对苯二酚等。     

微波辅助类Fenton体系处理印染废水的试验

目的研究微波辅助类Fenton体系降解活性艳红X-3B染料废水的处理效果及p H值、催化剂投加量、H_2O_2投加量、微波辐照时间、功率等因素对废水色度和COD去除率的影响.方法制备催化剂,在微波辅助的条件下,控制pH值、H_2O_2投加量、微波功率及辐照时间、催化剂投加量,比对活性艳红X-3B的处理效果.结果初始色度为1 897倍的活性艳红X-3B废水,在催化剂投加质量浓度为10 g/L、初始pH值为3、H_2O_2投加浓度为17.5 mmol/L、微波功率为400 W,辐照时间为8 min的最优条件下,色度去除率最高可以达到99.08%,COD最大去除率达到89.12%.结论微波辅助类Fenton体系能有效处理活性艳红X-3B废水,提高废水的色度去除率和COD去除率,且该类Fenton体系投药量低,适用的pH范围也更广.     

固定床中γ-Al2O3负载金属氧化物催化臭氧氧化研究

非均相催化臭氧氧化技术是一种高效的废水处理技术,但目前非均相臭氧催化剂主要为粉体形态,常用于静态或半连续态反应器中,其于固定床中的催化性能并不明确.设计了连续态固定床反应体系,以γ-Al_2O_3颗粒为载体,Mn、Fe、Ce的氧化物为活性组分制备负载型催化剂,并以对硝基苯酚(PNP)为目标污染物,探究其在不同工艺条件下的催化性能.实验结果表明,负载CeO_2的催化剂催化效果最好;化学需氧量(COD)和总有机碳(TOC)的去除率随着活性组分CeO_2负载量、水力停留时间(HRT)、O_3浓度的增加而增加;当CeO_2负载量为12.3%、HRT为15 min、O_3浓度为16.2 mg/L时,6 h COD和TOC平均去除率分别达到86.3%和91.7%;此外,该体系在pH为5.0～9.0均表现出良好催化性能,并具有良好的长时间运行能力.     

改性膨润土协同H_2O_2去除电镀废水次磷酸盐研究

本研究通过模拟电镀酸洗溶液改性膨润土,提高膨润土表面Fe2+含量,然后通过H_2O_2协同类Fenton氧化作用将某企业电镀废水中的次磷酸盐氧化为磷酸盐,再通过铁离子络合沉淀作用将磷酸盐吸附到膨润土上.实验结果表明:300 mg改性膨润土+10 mL 3. 0%H_2O_2协同氧化去除电镀废水中的磷酸盐(108. 6 mg/L)30 min,去除率为95. 6%.     

超声氧化联合处理油墨废水试验研究

采用超声与Fenton试剂氧化组合技术处理油墨废水,考察pH值、Fe~2+与H_2O_2浓度比、H_2O_2浓度、超声频率以及功率对处理效果的影响.研究结果表明,对于进水COD_(Cr),浓度为810 mg/L,色度为160的油墨废水,在最佳操作条件下,反应240 min后,US-Fenton法COD_(Cr),去除率达81.4%,色度去除率达到100%,与单独Fenton试剂氧化法相比,分别提高16.0%和5.5%左右.US-Fenton试剂耦合的方法对油墨废水的降解效果优于两者的简单叠加,但随着反应时间的延长,协同效应逐渐减小.     

UV/H2O2协同作用下TiO2/CNT中空纤维膜水处理性能

提出了一种H_2O_2协同光催化膜分离技术,通过向光催化膜分离过程中投加H_2O_2,在光催化、UV/H_2O_2过程和光芬顿过程的协同下拓宽活性物种产生路径,进而提高膜在水中的污染物降解能力.通过湿法纺丝-异相成核法制备了TiO_2/碳纳米管(CNT)中空纤维膜,该过程避免了TiO_2高温转晶的过程,且TiO_2和CNT的复合可以形成异质结结构,在一定程度上抑制TiO_2光生电子空穴对的再结合,有助于提高光催化效率.苯酚处理实验显示,H_2O_2协同TiO_2/CNT中空纤维膜过程可以在停留时间为1.5s时实现对苯酚的高效降解,去除率达59.2%.分离实验表明,运行120min后,H_2O_2协同光催化膜过程膜通量基本维持不变,分别是单独膜分离过程、光催化膜分离过程、H_2O_2协同膜分离过程的2.5、1.3、1.7倍.     

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%﹒     

青霉素生产废水不同深度处理方法的比较

采用Fenton试剂氧化、Cu/Fe催化还原、曝气铁碳微电解3种方法,对青霉素生产废水生化处理后的出水进行了深度处理,考察了不同影响因素对3种处理方法处理效果的影响。结果表明,在H_2O_2添加量为100.0mL/L,H_2O_2/Fe~(2+)(摩尔比)为10,pH值为3.0,反应时间为1.5h时,Fenton试剂氧化法处理效果最好,COD_(Cr)去除率达到83.4%;在铜和铁的总添加量为60.0g/L,Fe/Cu(质量比)为10,pH值为4.0,反应时间为1.0h时,Cu/Fe催化还原法处理效果最好,COD_(Cr)去除率达到62.2%;在铁碳添加量为120.0g/L,pH值为4.0,反应时间为2.0h时,曝气铁碳微电解法处理效果最好,COD_(Cr)去除率达到58.7%。3种处理方法均可有效处理青霉素生产废水生化处理后的出水,其中Fenton试剂氧化法的效果最好。