Fenton氧化法深度处理丙烯腈废水的研究

以丙烯腈(AN)废水为研究对象,在正交实验基础上深入研究了Fenton反应体系中pH值、Fe2+浓度、H2O2浓度、温度、UV和C2O2-4对降解效果的影响,分析了不同因素作用机理,确定了最佳操作条件pH=3、[Fe2+]=400mg/L、[H2O2]=400mg/L、反应温度40℃,在此条件下丙烯腈降解率达80%以上。同时发现在紫外光、C2O2-4对Fenton试剂的协同作用下,降解率可提高10%左右。     

非均相Fenton和非均相US-Fenton体系中甲基橙降解动力学

在初始pH=3的条件下研究了甲基橙在非均相Fenton体系和非均相US-Fenton体系中的降解动力学。研究内容包括表观动力学方程和活化能。研究表明,超声的引入可以提高甲基橙的降解效率和降解速率。对比非均相Fenton和非均相US-Fenton体系中的表观动力学方程表明超声的引入可以提高反应速率常数,此外,还可以提高H2O2的利用率。通过对比分析,超声的引入可以降低反应所需的活化能,在超声的存在下,甲基橙的氧化活化能为25.12 kJ/mol,而在没有超声的条件下,需要的活化能为41.49 kJ/mol。     

Fe/AC非均相Fenton体系降解BPA

采用常规浸渍法制备和超声浸渍法制备活性炭载铁催化剂,作为非均相Fenton反应的催化剂。采用电镜扫描和能谱分析对催化剂的形貌特性进行分析,以双酚A为目标降解物,考察催化剂的降解性能。结果表明,超声浸渍法制备的催化剂,活性组分含量高,在载体表面负载均匀,催化剂性能稳定。催化剂用量为2 g/L,H2O2浓度为0.06 mol/L,p H值为6的条件下,催化降解BPA的效率达90%。     

纳米CuFe_2O_4/K_2S_2O_8非均相类Fenton体系对橙黄Ⅱ降解性能的研究

采用柠檬酸辅助溶胶-凝胶法制备了纳米CuFe_2O_4,以其为非均相催化剂,开展了纳米CuFe_2O_4/K_2S_2O_8非均相类Fenton体系对橙黄Ⅱ降解性能的研究,考察了纳米CuFe_2O_4焙烧温度对其结构及催化性能的影响,探讨了初始pH、K_2S_2O_8投加量和橙黄Ⅱ初始浓度对该体系降解性能的影响,评价了纳米CuFe_2O_4的稳定性,并在此基础上,探究了纳米CuFe_2O_4/K_2S_2O_8非均相类Fenton体系对橙黄Ⅱ的降解机制。结果表明:(1)纳米CuFe_2O_4最佳焙烧温度为400℃,此焙烧温度下制备的纳米CuFe_2O_4晶型较好、比表面积较大、催化活性和稳定性较高;(2)在纳米CuFe_2O_4/K_2S_2O_8非均相类Fenton体系中,橙黄Ⅱ快速降解最适宜的反应条件为初始pH 5.3、K_2S_2O_8投加量0.5g/L、橙黄Ⅱ初始质量浓度20mg/L、纳米CuFe_2O_4投加量1g/L;(3)纳米CuFe_2O_4在反应中的稳定性较好,金属溶出量较低,可通过有效催化K_2S_2O_8分解为SO_4~-·和HO·,实现橙黄Ⅱ的开环降解。     

Fenton法氧化处理水中土霉素的研究

为了评价Fenton法预处理抗生素生产废水中残留的高浓度土霉素的可行性,对Fenton试剂(Fe2 -H2O2)法催化氧化降解水溶液中的土霉素进行了研究.探讨了H2O2与Fe2 投加比例、投加量以及起始pH值对降解效果的影响,同时考察了土霉素废水中大量共存的草酸根离子对氧化过程的影响.结果表明,当H2O2与Fe2 按照5:1的比例投加时降解效率最高,最佳初始pH值在3.0-4.0之间.在最佳投加比例下,H2O2投加量为0.9 mmol/L,100 mg/L的土霉素可在10 min内得到完全降解.最佳反应条件下经过处理后土霉素水溶液TOC的去除率达40%左右,可生化性(BOD5/COD)也得到明显的改善.水中共存的草酸根离子对氧化效率具有明显的影响,但通过增加亚铁离子的量可以消除草酸的影响.     

光助Ce-Fe/Al2O3催化H2O2降解阳离子红GTL模拟废水

利用Ce-Fe/Al2O3为催化剂的非均相光Fenton体系降解阳离子红GTL模拟废水,考察了H2O2浓度、催化剂用量、初始pH值及不同工艺过程对降解效果的影响,通过紫外-可见漫反射光谱、红外光谱、XPS手段研究铁在反应中的价态变化.结果表明,在11 W低压汞灯照射下,非均相光Fenton体系能够有效地降解结构稳定的阳离子红GTL,在pH 6,反应温度20℃,时间90 min,Ce-Fe/Al2O3 2 g/L,H2O2浓度340 mg/L,含50 mg/L阳离子红GTL模拟废水TOC去除率为92.40%;光Fenton反应中Fe(Ⅲ)转化为Fe(Ⅱ).     

日光/H_2O_2/草酸铁体系对垃圾渗滤液深度处理的试验研究

以草酸铁络合物/H2O2作光氧化剂,利用日光对垃圾渗滤生化出水进行了光氧化降解试验。结果表明,在溶液的初始体系pH=3.0,H2O2投加量为460mg/L,Fe3+质量浓度为20mg/L条件下,反应60min后,CODCr去除率可达80%以上;溶液初始体系的pH、H2O2和Fe3+的投加量及废水的水质对光解过程有显著影响,而且在太阳光照射下,CODCr去除率比紫外光照射下高。研究表明,在一定试验条件下,用日光/H2O2/草酸铁体系对城市垃圾渗滤液处理效果较好,可作为垃圾渗滤液的深度处理。     

日光/H2O2/草酸铁体系对垃圾渗滤液深度处理的试验研究

以草酸铁络合物／H2O2作光氧化剂,利用日光对垃圾渗滤生化出水进行了光氧化降解试验。结果表明,在溶液的初始体系pH=3．0,H2O2投加量为460mg／L,Fe^3＋质量浓度为20mg／L条件下,反应60min后,CODCr去除率可达80％以上;溶液初始体系的pH、H2O2和Fe^3＋的投加量及废水的水质对光解过程有显著影响,而且在太阳光照射下,CODCr去除率比紫外光照射下高。研究表明,在一定试验条件下,用日光／H2O2／草酸铁体系对城市垃圾渗滤液处理效果较好,可作为垃圾渗滤液的深度处理。     

光助非均相Fenton体系用于活性艳红X-3B脱色的研究

在光助非均相Fenton体系中,采用一种稀土铈铁复合(CeFe)材料作为催化剂,并探讨了该反应体系在不同条件下活性艳红X3B的脱色效果。结果表明:该光助非均相Fenton反应在前10min符合一级反应动力学。采用掺杂0.08mol/L铈制备的CeFe材料对活性艳红X3B具有最佳的脱色效果,在pH3.0、H2O234mg/L、UV253.7nm条件下,10min内该反应体系速率常数k达到0.2456min-1,明显高于相同条件下的UV/H2O2(0.0446min-1)、UV/CeFe(0.0306min-1)体系的速率常数。     

光助非均相Fenton体系用于活性艳红X-3B脱色的研究

在光助非均相Fenton体系中，采用一种稀土铈-铁复合(Ce-Fe)材料作为催化剂，并探讨了该反应体系在不同条件下活性艳红X-3B的脱色效果。结果表明：该光助非均相Fenton反应在前10min符合一级反应动力学。采用掺杂0．08mol／L铈制备的Ce-Fe材料对活性艳红X-3B具有最佳的脱色效果，在pH3．0、H2O234mg／L、UV253．7nm条件下，10min内该反应体系速率常数％达到0．2456min^-1，明显高于相同条件下的UV／H2O2(0．0446min^-1)、UV／Ce-Fe(0．0306min^-1)体系的速率常数。     

碳修饰的铁基催化剂催化降解膜生物反应器出水中有机污染物

采用水热法合成碳修饰的铁基催化剂,并利用非均相类Fenton反应对膜生物反应器(MBR)出水进行处理。研究表明,对催化剂进行碳修饰可以大幅提高类Fenton反应的催化活性,反应60 min对MBR出水COD的去除率可超过91%,且经过6次循环降解性能几乎保持不变。X射线光电子能谱(XPS)表明,反应后催化剂中高活性Fe²⁺占比并未减少。循环伏安曲线表明,通过水热法进行碳修饰能有效提高催化剂电子传输效率并促进Fe²⁺/Fe³⁺循环。电子顺磁共振(EPR)测试表明,·OH和·O^-₂均是该体系中的活性氧物种。     

过氧化氢/草酸铁体系太阳光催化降解染料废水的研究

以过氧化氢 /草酸铁络合物作光氧化剂 ,利用太阳光对 10种水溶性染料模拟废水进行了光氧化降解试验研究 ,发现在日光照射下 ,过氧化氢 /草酸铁络合物能使染料溶液迅速降解。以活性艳蓝KN R为代表 ,研究各种因素对光降解的影响。结果表明 ,溶液pH为 2 0～ 4 0时 ,光降解速率快 ;溶液中Fe3 + 与草酸根的摩尔比为 1∶3时 ,光解效果最好 ;提高H2 O2 浓度可以提高光降解速率 ,但H2 O2 的利用率会降低。     

光助Ce-Fe/Al2O3催化H2O2降解阳离子红GTL模拟废水

利用Ce-Fe/Al₂O₃为催化剂的非均相光Fenton体系降解阳离子红GTL模拟废水，考察了H₂O₂浓度、催化剂用量、初始pH值及不同工艺过程对降解效果的影响，通过紫外-可见漫反射光谱、红外光谱、XPS手段研究铁在反应中的价态变化。结果表明，在11 W低压汞灯照射下，非均相光Fenton体系能够有效地降解结构稳定的阳离子红GTL，在pH 6，反应温度20℃，时间90 min，Ce-Fe/Al₂O₃ 2 g/L，H₂O₂浓度340 mg/L，含50 mg/L阳离子红GTL模拟废水TOC去除率为92.40%；光Fenton反应中Fe(Ⅲ)转化为Fe(Ⅱ)。     

有机配体对铁电絮凝体系中羟基自由基氧化降解苯胺的影响

铁电絮凝(Fe-EC)是一种高效的水处理方法,但其中有机污染物的去除机制尚不明晰。为研究有机废水中常见的有机配体对铁电絮凝过程中羟基自由基(·OH)产生以及有机污染物降解的影响,采用了对照实验、淬灭实验和电子自旋共振(ESR)等测试方法。结果表明:草酸(H_2C_2O_4)和乙二胺四乙酸(EDTA)能有效促进铁电絮凝对苯胺(AN)的氧化降解,而·OH是起主要作用的活性氧化物;草酸和EDTA体系中主要存在的Fe(Ⅱ)络合物浓度与羟基自由基产率成正相关关系,1 mol的Fe(Ⅱ)-EDTA~(2-)会产生235 mmol的·OH,是草酸的9倍;EDTA会与污染物竞争羟基自由基。进一步分析可知,在铁电絮凝体系中,EDTA的浓度为0.05 mmol·L~(-1)时,对苯胺氧化降解的促进效果最佳。以上研究结果可为认识铁电絮凝中污染物的去除机制提供参考。     

超声-浸渍法制备污泥负载型高效非均相Fenton催化剂及其催化性能

基于简易的超声-浸渍法将铁元素成功掺杂于污泥载体上,得到了一种高效稳定的非均相Fenton催化剂,并运用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP)和傅立叶变化红外光谱(FT-IR)等对合成催化剂的结构和性能等进行表征,探究了所制备催化剂对亚甲基蓝(MB)模拟废水的降解行为。结果表明,以脱水污泥为载体,可快速有效将铁元素掺杂于污泥中,并主要以Fe_2O_3的形式存在,且负载铁元素和载体形成了Fe—O、Fe—O—H和Si—O—Fe等化学键,保证催化剂的稳定性。对50mg/L MB的降解实验表明,在初始pH为4、催化剂用量为0.6g/L、H_2O_2投加量为5mL/L的最优实验条件下,反应120min后对MB的降解率可达99.8%,并且循环实验5次仍能保持较好的催化性能。同时阐明了非均相Fenton催化体系对MB可能的降解机理。     

非均相Fenton体系中无机助剂对亚甲基蓝脱色的影响

直接使用有机过渡金属化合物二茂铁作为催化剂，研究了非均相Fenton反应中亚甲基蓝的降解，并考虑了实际排放的印染废水中存在的无机助剂，进一步分析了典型无机助剂CuSO4、NaCl、Na2CO3、Na2SO4、Na2S的存在对该非均相Fenton体系的影响，结果表明：直接使用二茂铁做催化剂反应120min后，亚甲基蓝的剩余率为0．6％，羟基自由基的表观生成率为83．4％。NaCl、Na2CO3、Na2SO4、Na2S的加入会阻碍反应的进行，而CuSO4的加入会促进反应的进行。     

非均相UV/Fenton氧化法降解水中六氯苯的研究

采用超声辐照促进浸渍法制备了非均相UV/Fenton催化剂Fe/Al2O3,并对其进行了表征.以制备的催化剂对水中六氯苯进行非均相UV/Fenton法氧化降解.考察了铁的负载量、初始pH、H2O2投加量、催化剂投加量和反应时间对六氯苯降解效果的影响,并探讨了六氯苯的降解动力学规律.结果表明,制备的催化剂表面活性组分分散均匀,对六氯苯具有较高的催化活性和重复利用性.非均相UV/Fenton法降解六氯苯的最佳实验条件为:铁的负载量为2%,废水初始pH为3,H2O2和Fe/Al2O3催化剂的投加量分别为34 mg/L和150 mg/L,反应时间为20 min.在此条件下,浓度为500μg/L的六氯苯降解效率达94.5%.HCB的降解反应动力学规律可用Langmuir-Hinshwood方程很好地描述.六氯苯在催化剂表面的吸附常数为1.962 L/mg,表面反应速率常数为0.08 mg/(L·min).     

腐殖酸和铁对阿特拉津光降解影响的研究

为考察除草剂在水体中的自净性能，对模拟太阳光(λ> 290 nm)下腐殖酸和铁元素对阿特拉津的光化学降解进行了研究。结果表明，单独辐照阿特拉津几乎不降解。在分别加入3、5和10 mg/L的腐殖酸时，阿特拉津的降解率分别为34.36 %、40.74%和15.66 %；在Fe(Ⅲ)投加量从0.01 mmol/L增加到0.2 mmol/L时，阿特拉津的降解率从24.36 %增加到34.97 %。而在当腐殖酸与铁共存时，阿特拉津降解率则进一步提高。紫外可见光谱和荧光光谱均表明，腐殖酸-铁络合物的形成及其光化学作用，促进了阿特拉津的降解。     

芬顿氧化法处理水中酸性品红的研究

研究了酸性品红在Fenton体系中的降解过程,反应30 min后,在[Fe2+]0=0.06 mmol/L、[H2O2]0=0.3 mmol/L、pH=3、T=30℃的条件下,初始浓度为20 mg/L的酸性品红的去除率达到97%以上。升高反应温度,有利于Fenton体系中酸性品红的降解,但影响并不显著。根据不同温度下的速率常数,并结合Arrhenius方程求出了Fenton试剂降解酸性品红的反应活化能,仅为11.63 kJ/mol。C1?的存在对酸性品红在Fenton体系中的降解表现出明显的阻碍作用,并且随着C1?浓度的增加,抑制作用越来越大;SO24-和NO3-的存在也降低了Fenton试剂的氧化性能。     

以凹凸棒土为载体的非均相Fenton催化剂处理苯酚废水研究

采用浸渍法制备载铁凹凸棒土,并用其作为非均相Fenton催化剂处理模拟苯酚废水,研究该体系中各影响因素对模拟苯酚废水处理效果的影响,确定适宜反应条件,并对载铁凹凸棒土进行简单造粒研究。结果表明,载铁凹凸棒土与原凹凸棒土相比吸附能力有所增强,是一种良好的非均相Fenton催化剂。对于50 mL质量浓度为500 mg/L的模拟苯酚废水,适宜的非均相Fenton反应条件为载铁凹凸棒土14g/L、H_2O_2 1.0mL,在此条件下反应2.5h后苯酚及总有机碳(TOC)的去除率分别在98%、56%以上,非均相Fenton反应在一定程度上拓宽了Fenton反应的pH范围。将载铁凹凸棒土手工制成2~3mm颗粒,重复使用8次仍具有较高的活性,铁溶量低,具有良好的稳定性和回收性。