MnO_2陶粒臭氧氧化催化剂的制备及其性能

以凹凸棒土为载体、MnO_2为活性组分,制备了MnO_2陶粒臭氧氧化催化剂,并以草酸为模拟污染物,采用响应面法对催化剂的制备条件进行了优化。实验结果表明:各因素对草酸去除率影响的显著性顺序为MnO_2投加量盐酸溶液质量分数煅烧时间煅烧温度。催化剂的最佳制备条件为:MnO_2投加量200 mg/g,盐酸溶液质量分数20%,煅烧时间2 h,煅烧温度400℃。在初始草酸质量浓度150 mg/L、溶液pH 3.11、臭氧投加量8.10 mg/min、臭氧-氧气曝气量400 m L/min的条件下,最佳条件制备的催化剂在反应30 min时的草酸去除率达66.99%。催化剂具有良好的活性稳定性,且催化过程中Mn~(2+)溶出量低。催化剂具有较大的比表面积,负载的MnO_2类型为α-MnO_2和β-MnO_2。     

纳米MnO_2/Fe_3O_4对镉离子的静态吸附

采用水热合成法将Mn O_2包覆于纳米Fe_3O_4的表面,制备出纳米Mn O_2/Fe_3O_4,并将其用于含镉溶液的吸附。考察了吸附效果的影响因素,并研究了纳米Mn O_2/Fe_3O_4的重复使用性能。实验结果表明:在初始镉离子质量浓度为10 mg/L、吸附剂投加量为4 g/L、吸附温度为20℃、溶液p H为6.0、吸附时间为12 h的条件下,镉离子去除率由使用纳米Fe_3O_4时的3%增至使用纳米Mn O_2/Fe_3O_4时的96%;在初始镉离子质量浓度为50 mg/L、纳米Mn O_2/Fe_3O_4投加量为4 g/L、吸附温度为20℃、溶液p H为6.0、吸附时间为1 h的条件下,镉离子去除率达78%,吸附量为9.7 mg/g;经5次重复使用后,纳米Mn O_2/Fe_3O_4对镉离子的去除率仅比首次使用时降低了10百分点,具有良好的重复使用性能。     

TiO2-TiOF2光催化剂的制备及其性能表征

采用水热法制备了TiO2-TiOF2异质半导体复合材料.以废水中的盐酸四环素(TTCH)为目标污染物,研究了TiO2-TiOF2的光催化活性.在催化剂投加量为0.3 g/L的条件下,光催化反应30 min,对质量浓度为10 mg/L的TTCH去除率高达85.4％,且TiO2-TiOF2催化剂具有较好的重复使用性能.催化...     

响应面法优化烧烤竹炭对水中磷的吸附条件

采用响应面法优化烧烤竹炭(BBC)对水中磷的吸附条件。用Box-Behnken Design实验设计考察初始磷质量浓度、BBC粒径、BBC加人量和初始溶液pH等因素对磷去除率的影响。实验结果表明:各因素对磷去除率影响的大小顺序依次为初始溶液pHBBC粒径初始磷质量浓度BBC加入量;BBC吸附水中磷的最佳反应条件为初始磷质量浓度26.81 mg/L,BBC粒径0.15 mm,BBC加入量10.6 g/L,初始溶液pH 4.42;在最佳反应条件下,BBC对磷的去除率达90.04%。     

锐钛矿-金红石混合晶型TiO2降解气相苯

用溶胶-凝胶法并通过控制煅烧温度合成不同晶相比的混合晶型纳米TiO_2,在紫外光光照下降解气相苯。考察了苯初始质量浓度、紫外灯光照强度和催化剂加入量对苯去除率的影响;探究了光催化降解气相苯的动力学特征。结果表明:450℃煅烧制备的催化剂降解苯效率最高,此催化剂金红石相质量分数为6.30%;在苯初始质量浓度为74.39 mg/m~3、催化剂加入量为7 g、光照强度为2.18 klux的最佳条件下反应84 min,苯去除率达99.73%;光催化降解率与光照强度之间符合0.5级动力学特征;当催化剂加入量为3 g时,单位时间单位质量催化剂降解苯的质量最多;苯的光催化降解反应均符合一级动力学方程。     

介孔碳修饰石墨电极处理模拟硝基苯废水

采用水热合成—高温碳化—涂饰的方法制备了介孔碳修饰石墨电极,并将其用于模拟硝基苯废水的电化学处理,考察了废水pH、电流密度、电解质投加量对处理效果的影响。表征结果显示,修饰电极表面具有丰富的介孔结构,因而比石墨电极具有更高的硝基苯去除率和苯胺生成量。实验结果表明,在废水pH为7.0、电流密度为15 mA/cm~2、电解质硫酸钠投加量为1.775 g/L的条件下处理初始硝基苯质量浓度为100 mg/L的模拟废水,电解3.0 h时的硝基苯去除率高达99.6%,苯胺生成量最高达45.54 mg/L。     

臭氧催化氧化法处理焦化废水中氰化物

采用臭氧催化氧化法处理焦化废水中的氰化物,采用合理的试验设计方案,应用响应曲面法讨论了O3的投加量、催化剂加入量以及溶液初始p H值对总氰去除率影响,从而优化了总氰去除工艺条件。试验结果表明,O3投加量、催化剂用量和溶液初始p H值对总氰的去除率影响极为显著;回归分析和验证试验表明,应用响应曲面法优化试验合理可行;O3投加量为84.35 mg/L、催化剂用量为120 mg/L、p H值为9.26、总氰去除率为91.38%,此时溶液中残留的总氰浓度为0.884 mg/L,可以实现达标排放。     

纳米TiO2光催化氧化法处理制革废水

采用纳米TiO2光催化氧化法处理制革废水。用直接冻黄和表面活性剂配制不同初始COD的模拟制革废水，正交实验结果显示：初始pH和光照时间是主要的影响因素；确定的适宜工艺条件为：初始pH6，光照时间6h，催化助剂FeCl3的加入量3．36mg/L，纳米TiO2加入量100mg/L，初始COD 144．67mg/L。采用此工艺条件对实际制：革废水进行了处理，处理后出水COD和色度去除率分别达到65．0％和91．4％，且可生化性大大提高。     

纳米TiO2薄膜光催化降解废水中的苯胺

以钛酸丁酯为原料、无水乙醇为溶剂、硝酸为抑制剂,采用溶胶-凝胶法于500℃制备了3～6层的锐钛矿型纳米TiO2薄膜.以TiO2薄膜为催化剂,紫外灯为光源,通过正交实验确定了光催化降解废水中苯胺的最佳操作条件.实验结果表明:当初始苯胺质量浓度为10 mg/L、光照时间为7h、紫外灯功率为20 W、初始废水pH为8、TiO2薄膜层数为6时,苯胺去除率达到80.00％.     

H2O2协同TiO2光催化处理模拟苯胺废水

采用TiO2光催化处理模拟苯胺废水.实验结果表明,最佳反应条件为:初始苯胺质量浓度10 mg/L,纳米TiO2加入量100 mg/L,光催化反应时间60 min,废水pH 7.5.加入20 mg/L的H2O2协同TiO2光催化处理苯胺废水,光催化反应24 min后,苯胺去除率达99％.H2O2协同TiO2光催化降解苯胺过程符合二级动力学方程.     

Fenton氧化法处理石化含油废水生化出水

采用Fenton氧化法处理石化含油废水生化出水,通过正交实验和单因素实验优化了反应工艺条件。正交实验得到各因素对COD去除率的影响大小顺序为:溶液初始pHH_2O_2投加量n(H_2O_2)∶n(Fe~(2+))反应温度。实验最佳工艺条件为:初始溶液pH 4.0,H_2O_2投加量3.00 mL/L,n(H_2O_2)∶n(Fe~(2+))=10,反应温度35℃,反应时间60 min。在此最佳工艺条件下COD可降至60.33 mg/L,COD去除率达61.33%。在最佳工艺条件下,分别采用超声(US)-Fenton氧化和紫外光(UV)-Fenton氧化技术处理含油废水生化出水,COD去除率分别达76.77%和80.23%。但单一Fenton氧化、US-Fenton氧化和UV-Fenton氧化工艺对NH_3-N的去除效果均并不明显。     

O_3-Ca(OH)_2体系处理苯酚废水

研究了苯酚在新型臭氧氧化体系O_3-Ca(OH)_2体系中的降解与矿化效果。实验结果表明:苯酚及TOC的去除率都随着Ca(OH)_2用量(小于2 g/L)、进气臭氧质量浓度(小于75 mg/L)、进气流量(小于3.0 L/min)的增大以及初始苯酚质量浓度的减小而增加,但受反应压力和液相温度的影响较小;当Ca(OH)_2用量大于3 g/L时,苯酚和TOC的去除率在30 min和55 min时分别达到了100%左右;Ca~(2+)的存在实现了羟基自由基清除剂CO_3~(2-)的实时分离去除,从而强化了臭氧氧化过程中苯酚的降解与矿化。这表明,O_3-Ca(OH)_2体系是一种处理难降解有机废水的高效臭氧氧化新体系。     

类过氧化物酶Fe-TAML催化H_2O_2脱除烟气中的单质汞

采用有机合成法制备了类过氧化物酶(Fe-TAML)催化剂。利用制备的Fe-TAML催化H_2O_2脱除烟气中的Hg~0,考察了影响Hg~0去除率的多种因素。实验结果表明:在Fe-TAML催化剂用量为0.08 g/L、H_2O_2浓度为0.035mol/L、溶液pH为9、反应温度为40℃、烟气中Hg~0质量浓度为101.00μg/m3的条件下,反应30 min的平均Hg~0去除率可达71.50%。以甲醇作为HO·的淬灭剂开展了淬灭实验,结合产物分析,推测了Hg~0的去除机理。     

改性沸石复合材料的制备及对废水同步脱氮除磷

采用十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)溶液和LaCl3溶液对人造沸石进行改性,以实现其对废水的同步脱氮除磷。通过正交试验确定了改性沸石制备的最佳条件,并运用SEM、BET、EDS、FTIR、XRD和TG技术对改性沸石进行了表征。实验结果表明:改性可提高人造沸石对废水中氨氮(NH4+-N)和总磷(TP)的去除率;改性沸石制备的最佳条件为HDTMA质量浓度12 g/L、LaCl3质量浓度9 g/L、HDTMA溶液和LaCl3溶液的体积比1∶5,固液比1∶90;采用该条件下制备的改性沸石吸附处理NH4+-N和TP的质量浓度分别为23.78 mg/L和11.78 mg/L的废水,NH4+-N和TP的去除率分别达96.88%和95.12%。表征结果显示,改性后,HDTMA和LaCl3有效负载于人造沸石表面,且未改变人造沸石的基本骨架。     

活性炭纤维负载TiO2催化剂的制备及其电催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了活性炭纤维负载TiO₂催化剂（TiO₂/ACF），并通过SEM和XRD等手段对TiO₂/ACF进行了表征。以邻苯二甲酸二甲酯（DMP）为目标降解物，考察了催化材料的电催化活性。实验结果表明：在反应温度为25 ℃、初始DMP质量浓度为100.0 mg/L、电解质Na₂SO₄质量浓度为100 mg/L、电流密度为62.5 mA/cm²、电极板间距为4 cm的条件下，经过40 min的降解，DMP质量浓度为1.8 mg/L，DMP去除率为98.2%;TiO₂/ACF在反应过程中可以原位再生，经6次重复使用后仍保持很高的催化活性，对DMP的去除率仍达90%以上。     

紫外光协同CuO-TiO_2/Al_2O_3三维粒子电极电催化降解罗丹明B

自制了CuO-TiO_2/Al_2O_3粒子电极,对其进行了表征。在此基础上构建了紫外光协同三维粒子电极电催化体系降解水中的罗丹明B,考察了降解过程的影响因素、动力学及机理。表征结果显示,粒子电极具有良好的表面结构及有效催化成分。实验结果表明:在罗丹明B质量浓度20 mg/L、槽电压15 V、电流0.3 A、溶液pH 3.0、曝气量1.5 L/min、Fe~(2+)投加量0.5 mmol/L的条件下反应60 min,脱色率达96.29%;反应过程符合一级动力学方程,反应速率常数为0.060 mg/(L·min);紫外光的加入使溶液中H_2O_2的浓度降低约30%,促进了H_2O_2的分解。     

催化动力学光度法测定工业废水中的Cr（Ⅵ）

采用β-环糊精作为H₂O₂氧化茜素红褪色反应的增敏剂,建立了催化动力学光度法测定工业废水中Cr（Ⅵ）的新方法。该方法最佳反应条件为：反应体系总体积25 mL,0.1 mol/L的H₂SO₄溶液加入量2.0 mL,1.0×10^-3 mol/L茜素红溶液加入量1.5 mL,30%的H₂O₂溶液加入量4.0 mL,100 g/L的β-环糊精溶液加入量3.0 mL。在最大吸收波长554 nm处测定反应前后溶液的吸光度,Cr（Ⅵ）的质量浓度与吸光度差值（ΔA）在4.0×10^-4~5.4×10^-2 mg/L范围内符合比尔定律,线性回归方程为：ΔA=18.52ρ+ 0.018,相关系数为0.996 6,检出限为3.5×10^-4 mg/L,加标回收率为99.46%~101.3%,6次测定的相对标准偏差小于等于2.4%。该法的测定结果与GB/T 7467-1987中的二苯碳酰二肼分光光度法相近。     

次氯酸钙溶液的脱硫脱硝特性

采用Ca(ClO)2溶液在高效反应瓶中与模拟烟气进行脱硫脱硝实验,考察了模拟烟气中SO2和NOx的去除效果,以动力学为理论基础研究了Ca(ClO)2的脱硫脱硝性能。实验结果表明:在模拟烟气中SO2,NO,NO2的质量浓度分别为3700,1300,820 mg/m^3及Ca(ClO)2溶液浓度为0.35 mol/L的条件下,SO2去除率达到100%,NOx去除率达到67%。脱硫过程中吸收液中的ClO-是100%脱硫率的保障。Ca^2+吸收SO2的反应速率呈现一级反应的特征。得到的脱硫产物CaSO4·2H2O达到了工业石膏的品质要求。同时脱硫脱硝时NOx和SO2具有协同作用。     

微波诱导水解法制备纳米TiO_2及光催化降解盐酸四环素

采用微波诱导水解法快速制备了纳米TiO_2光催化剂,通过XRD、TEM、SEM、BET和EDS技术对其进行了表征。该方法可在10 min内制备出平均粒径约7.5 nm的锐钛矿相纳米TiO_2。采用该催化剂(加入量0.5 g/L)对盐酸四环素(TC,100 mg/L)进行紫外光催化降解,40 min时降解率高达92.9%,60 min时TOC去除率为81.7%,明显优于市售P25纳米TiO_2。这主要归功于所制备纳米TiO_2表面残留的有机物提高了光生电子-空穴对的分离能力,以及纳米粒子的小尺寸效应和较大的比表面积。溶液p H为9时TC的降解率更高。该催化剂具有较好的光催化稳定性。活性基团捕获实验表明,纳米TiO_2光催化降解TC过程中空穴起主要作用。