ZIF-67的制备及其活化过一硫酸盐降解左氧氟沙星

室温条件下制备了金属钴有机骨架材料ZIF-67，并采用扫描电子显微镜、X射线衍射光谱和傅里叶变换红外光谱进行表征。将ZIF-67用于活化过一硫酸盐(peroxymonosulfate,PMS)去除水溶液中左氧氟沙星(levofloxacin,LEV)，研究了不同的LEV初始浓度、催化剂剂量、PMS浓度以及初始pH值对去除LEV的影响。结果表明：ZIF-67能有效活化PMS降解水体中有机污染物LEV，在中性pH条件下，30 min内PMS/ZIF-67体系可降解92.0%的LEV。自由基淬灭实验和电子顺磁共振波谱实验表明，该体系中起决定性作用的活性氧物质为¹O₂。另外，水基质中Cl^-和CO₃^2-对该体系中LEV的降解有较强的抑制作用，而NO₃^-、HPO₄^2-以及腐殖酸对LEV的降解没有影响。研究表明MOF材料作为PMS催化剂在水的深度处理中具有潜在的应用前景。     

ZIF-67@NaBiO3复合催化剂活化过硫酸盐降解罗丹明B

通过离子交换法将类沸石咪唑骨架材料（ZIF-67）负载在NaBiO3上，成功制备了ZIF-67@NaBiO3复合催化剂并用于活化过硫酸盐（Peroxymonosulfate，PMS）. 通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪等对复合催化剂的结构、形貌和元素价态进行表征，发现ZIF-67被成功负载到了NaBiO3上. 以罗丹明B（Rhodamine B，RhB）为目标污染物，研究ZIF-67@NaBiO3活化PMS降解RhB体系中催化剂投加量、pH、过硫酸盐浓度、温度等因素对降解RhB的影响. 结果表明，当温度为20 ℃，pH=7，RhB、PMS、ZIF-67@NaBiO3的质量浓度分别为80 mg/L、600 mg/L、100 mg/L，反应30 min后，RhB的降解率大约为98％. 并且在循环4次后，RhB 30 min的降解率仍然保持在98%左右，显示该材料优越的稳定性. 淬灭实验表明，中性条件下反应过程中主要活性物质是、·OH. 由于引进了NaBiO3，反应后的材料极易分离，可供重复利用，进一步解决了有机金属框架材料回收难的问题并拓展了其在工业上的应用范围.     

复合催化剂S-CuCo2O4的制备及其活化PMS降解CIP性能研究

采用水热法,以硫脲为硫源对CuCo₂O₄进行硫化处理合成S-CuCo₂O₄,对复合催化剂S-CuCo₂O₄进行XRD、FT-IR、SEM、XPS、ICP-OES、EPR表征,并考察其活化过一硫酸盐(PMS)降解环丙沙星(ciprofloxacin, CIP)的效果。实验结果表明：成功制备出S-CuCo₂O₄催化剂,在其表面富含Co(Ⅱ)和Cu(Ⅰ);当催化剂投加量为0.06 g/L、PMS投加量为0.2 g/L、pH=6.4时,复合催化剂S-CuCo₂O₄在25 min后对CIP的降解效率可达96.8%,降解效果明显优于CuCo₂O₄、CuCo₂S₄。自由基淬灭实验和EPR测试表明,SO^-₄·和¹O₂     

过硫酸盐增强ZnO@N,C-Co3O4光电催化降解四溴双酚A的性能研究

过硫酸盐活化技术作为一种新型高级氧化技术,与光电催化技术耦合后能够显著提高材料对污染物的降解性能. 通过水热法研制ZIF-67/8的衍生材料ZnO@N, C-Co₃O₄,显著拓宽ZnO的光吸收范围至可见光区域,并且有效抑制光生载流子的复合. 对复合薄膜电极的化学组成、形貌特征、光吸收性能进行表征,研究了光电化学性能. 研究表明:薄膜电极在过硫酸盐增强光电催化体系中对四溴双酚A(TBBPA)的降解率最高达97.2%. 过硫酸盐活化技术和光电催化耦合显著增强ZnO@N, C-Co₃O₄对TBBPA的催化降解效率. 提出了过硫酸盐增强光电催化降解TBBPA的机理,硫酸根自由基和羟基自由基是该体系的主要活性物种.     

负载零价铜的纳米多孔碳材料催化氧化罗丹明B的研究

以铜基MOF (HKUST-1, [Cu₃(BTC)₂], BTC为1,3,5-苯三甲酸)为模板, 利用一步碳化法制备负载零价铜的纳米多孔碳材料NPC@Cu。以此 NPC@Cu为催化剂, 活化过一硫酸氢钾(PMS), 在常温常压下异相催化氧化处理模拟的偶氮染料废水。采用电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等技术对催化剂进行表征, 并研究反应过程中催化剂投加量、氧化剂投加量和初始pH值对降解效率的影响。实验结果表明, 在催化剂用量为0.1 g/L, PMS浓度为2.00 mmol/L, pH值为7的条件下, 反应进行45分钟后, 浓度为0.10 mmol/L的RhB降解率可达到 100%。通过自由基捕捉实验, 证明体系中存在SO₄^–·和·OH两种自由基,表明NPC@Cu是一种性能良好的催化材料。     

H5 PMoV@ZIF-67-0.02催化降解双酚A活性

双酚A(BPA)是常见的化工原料,因大量使用导致水中普遍存在BPA及其衍生物,给生物体健康造成严重威胁.基于此,设计合成了系列多酸基金属有机框架材料(H5PMo10V2O40@ZIF-67-n,缩写为H5PMoV@ZIF-67-n,n代表合成过程中H5 PMoV的用量),利用类沸石咪唑骨架材料ZIF-67的吸附性以及多金属氧酸盐H5 PMoV的氧化性协同作用,促进BPA高效降解.结果显示:该体系中BPA降解率在10 min可以达到最大(98.2％),且对不同pH的水环境均表现出较高的降解率.该催化剂具有较高的稳定性,反应后仍保持原始结构.     

CoFe2O4/CoFe2S4活化PMS性能及机理

通过简单的两步水热法合成CoFe2 O4/CoFe2 S4复合物.扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)及X射线光电子能谱(XPS)物性表征表明,CoFe2O4/CoFe2 S4复合物由纳米片和纳米花颗粒混杂构成.与CoFe2 O4相比,原位硫化引入轻微缺陷可以增加活性位点,从而促进CoFe2 O4/CoFe2 S4复合物的氧化还原活性,赋予CoFe2 O4/CoFe2 S4催化过一硫酸盐(PMS)体系更优异的氧化降解能力.进一步的参数优化实验表明,CoFe2 O4/CoFe2 S4与PMS体系氧化降解黄连素的最佳条件为1 mg/L CoFe2 O4/CoFe2 S4、0.8 mmol/L PMS、温度40℃、pH 7.0,该条件下黄连素的降解率在60 min内可达98.4％.CoFe2 O4/CoFe2 S4循环使用3次后,黄连素降解率依然在90％ 以上.电子顺磁共振(EPR)研究表明,CoFe2 O4/CoFe2 S4与PMS体系产生的主要活性氧化物种为SO4-和HO.自由基抑制实验证明,SO4-是降解黄连素的主要活性物种.     

Meyerozyma guilliermondii合成碲纳米棒催化PMS降解丽春红S

利用季也蒙毕赤酵母菌合成碲纳米棒(TeNRs),用于活化过一硫酸氢钾复合盐(PMS)降解丽春红S(Ponceau S),并通过紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、透射电子显微镜-能谱(TEM-EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱(FTIR)对其进行表征.研究其活化PMS降解Ponceau S的效果.结果表明,在TeNRs+PMS+Ponceau S体系中Ponceau S可以有效地降解.在整个研究中,提出了一种绿色合成TeNRs的方法,并对其催化PMS氧化降解染料的机制进行分析,为环境生物修复和染料废水的去除提供了新的思路.     

光辅助磁性Co3Mn-LDHs/rGO活化过硫酸盐降解水中的磺胺嘧啶

针对抗生素磺胺嘧啶(SDZ)导致水体污染的问题,采用水热法制备以石墨烯(rGO)为基底的三维层状兼光催化与过硫酸盐活化功能的Co₃Mn-LDHs/rGO双效催化剂,构建可见光/过硫酸盐耦合降解体系(Vis-PMS),降解水中的SDZ.实验结果表明：Co₃Mn-LDHs成功负载在rGO上,且Co₃Mn-LDHs的依附阻止了rGO片的堆叠;Co₃Mn-LDHs/rGO质量浓度为20 mg/L,过硫酸盐(PMS)质量浓度为200 mg/L,初始pH=7为可见光耦合非均相活化PMS体系降解SDZ的最佳条件,经60 min反应后,SDZ的去除率达87.58%;在10次循环实验后,Co₃Mn-LDHs/rGO仍对SDZ有较高的去除率,可重复利用率较好;该体系中起主要作用的自由基为硫酸根自由基(SO■)、羟基自由基(·OH)和单线态氧(¹O₂).     

氮掺杂多孔碳包覆钴金属催化去除有机污染物

活化过硫酸氢盐(PMS)产生具有强氧化能力的硫酸根自由基(SO_4~·-)的高级氧化技术在有机污染物降解方面正受到越来越多的关注.选择ZIF-67为前驱体通过两步热处理构建氮掺杂多孔碳包覆钴金属的核壳催化剂(Co@NPC),并通过改变碳化温度调控多孔碳壳的结构与组成,研究多孔碳结构组成对催化性能的影响.实验结果表明,随着碳化温度的升高,介孔孔容与碳壳厚度逐渐增大,催化剂的性能随着介孔孔容与碳壳厚度比值的增加而显著提高.850℃碳化的Co@NPC催化降解苯酚的动力学常数是多相催化剂四氧化三钴的110.8倍,甚至是之前报道过最优的PMS催化剂均相钴离子的4.6倍.此外,当包覆的碳层数大于3时,Co@NPC表现出良好稳定性,钴溶出明显减少.碳壳的介孔孔容与厚度是影响PMS活化的重要因素,Co@NPC的催化性能还受到石墨氮含量的影响.     

硫代硫酸钠辅助磷掺杂生物炭活化过硫酸盐降解扑热息痛

近年来，个人药品和护理品等新兴污染物的去除技术备受关注.本研究选用硫代硫酸钠(TS)辅助磷掺杂生物炭活化过硫酸盐(PS)技术实现了常用解热镇痛药扑热息痛(PAT)的快速去除.结果表明，磷掺杂生物炭不能有效活化过硫酸盐，但TS的加入显著提高了PAT的去除效率，PS、TS和磷掺杂生物炭之间存在显著的协同效应.磷源对生物炭的效能存在显著影响，与磷酸氢二铵相比，磷酸氢二钠改性生物炭表现出更好的活化PS作用.在一定氯离子浓度(0～10 mmol·L^-1)和pH(4.0～10.0)范围内，PAT的降解去除率均达到80%以上.淬灭实验、电子顺磁共振(EPR)测定和离子分析表明，体系中自由基(SO₄^·-和·OH)和单线态氧均不是主要的活性物种，电子转移等非自由基路径可能是导致PAT降解的原因.这种新体系的发现为PAT的降解及高级氧化技术的发展提供了新思路.     

羟胺增强钴离子催化活化过-硫酸盐降解有机污染物

采用盐酸羟胺(HA)加快钴离子的循环,提高其催化活化过一硫酸盐(PMS)的效果,高效去除和矿化有机污染物.以罗丹明B(RhB)为模型污染物,考察了HA、Co~(2+)、PMS浓度及溶液初始pH值对均相Co~(2+)/PMS体系降解RhB的影响.同时,以乙二胺四乙酸(EDTA)为探针,测试了不同HA下体系中的Co~(3+)的含量.结果表明:RhB的降解遵循准一级动力学过程,其降解速率随着Co~(2+)和PMS浓度增加而线性增大.在投加2μmol·L~(-1) Co~(2+)和0.4 mmol·L~(-1) PMS下,HA浓度为0.4 mmol·L~(-1)时,20μmol·L~(-1 )RhB可在10 min被完全降解.其一级降解速率常数为0.35 min~(-1),是不加HA时(0.16 min~(-1),Co~(2+)/PMS体系)降解速率常数的2.2倍. HA的加入将TOC去除率由17.8%提高到了38.6%.HA的加入还有效促进了Co~(3+)向Co~(2+)的还原循环,增加了活性Co~(2+)的含量,增强了其活化PMS产生自由基的能力.该HA增强Co~(2+)/PMS体系也可有效降解其它有机染料(如亚甲基蓝、甲基紫、橙黄II).说明盐酸羟胺的加入增强了Co~(2+)催化活化PMS降解有机染料.     

金属有机框架衍生的Co3O4/SnO2复合材料制备及其光催化性能

金属有机框架(metal-organic framework,MOF)材料ZIF-67衍生Co₃O₄十二面体纳米块在室温下与SnO₂复合,制备出立方体Co₃O₄/SnO₂复合光催化剂.煅烧后形成的Co₃O₄/SnO₂材料禁带宽度明显降低,荧光淬灭明显,说明Co₃O₄的加入拓展了SnO₂的光响应范围至可见光甚至红外光区域,同时促进了光催化反应过程中光生载流子的分离.以罗丹明B(Rhodamine B,Rh B)为目标反应物,在可见光下考察了MOF衍生的Co₃O₄/SnO₂的光催化降解活性,发现Co₃O₄/SnO₂在60 min内可以降解89.6%的Rh B,分别是纯SnO₂和纯...     

TiO2-rGO紫外光催化臭氧耦合高效降解双酚A的研究

采用液相沉积-煅烧法制备二氧化钛-还原氧化石墨烯(TiO₂-rGO)复合光催化剂。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、比表面积与孔隙率分析仪(BET)和紫外-可见漫反射分光光度计(UV-Vis DRS)等对所制备的催化剂进行表征分析。以双酚A(BPA)为模拟污染物,考察了TiO₂-rGO的光催化臭氧氧化降解性能,并通过活性物种捕获实验探究反应机制。结果表明,锐钛矿型TiO₂纳米颗粒成功附着在石墨烯上,颗粒直径约为20 nm;当前驱体溶液中氧化石墨投加量为0.02 g时,样品催化活性最高,反应45 min后双酚A被完全矿化,经过5次循环使用后,仍保持高效催化性能;TiO₂-rGO催化活性的提高主要归因于引入石墨烯后提高了光生载流子的分离效率,促进了光催化与臭氧氧化协同降解;在反应过程中,空穴(h+)和羟基自由基(·OH)是主要的活性物种,·OH对BPA的降解起主导作用。     

瓜子壳生物炭的制备及其活化PMS降解有机染料的研究

近年来,生物炭材料作为无机非金属催化剂的应用得到了广泛关注.以瓜子壳为原料,于800℃和惰性气氛下,热解制备瓜子壳生物炭(MSAC).利用扫描电子显微镜(SEM)、孔隙度和比表面分析仪、拉曼光谱对MSAC的理化性质进行了表征.考察了MSAC对有机染料罗丹明B(RhB)、孔雀绿(MGO)、甲基橙(MO)、结晶紫(CV)的吸附性能,以及其活化过一硫酸盐(PMS)氧化降解有机染料的催化降解效果.结果表明:MSAC对有机染料的吸附去除率远低于其活化PMS对有机染料的去除率,说明在氧化体系中降解作用对有机染料的去除起主要贡献.与商用的生物炭相比,MSAC对有机染料的吸附性能不佳,但是其表面缺陷度较高,能够有效活化PMS降解有机污染物.     

过渡金属离子协同紫外活化过硫酸盐

为研究不同过渡金属离子协同紫外(UV)活化过一硫酸盐(PMS)的能力,以Co~(2+)为基准进行Cu~(2+)、Mn~(2+)、Ni~(2+)、Zn~(2+)和Fe~(3+)协同紫外活化PMS的对比实验。结果显示:Cu~(2+)、Mn~(2+)、Ni~(2+)、Zn~(2+)和Fe~(3+)与单独紫外和单独PMS联合均不能有效降解目标物;与Co~(2+)/PMS/UV体系相比,Cu~(2+)、Mn~(2+)、Ni~(2+)、Zn~(2+)和Fe~(3+)协同紫外活化PMS的能力高于Co~(2+),其中Cu~(2+)、Mn~(2+)和Fe~(3+)的协同能力高于Ni~(2+)和Zn~(2+);投加叔丁醇(TBA)和乙醇(EA)的实验发现,Cu~(2+)/PMS/UV、Mn~(2+)/PMS/UV和Fe~(3+)/PMS/UV体系中的主要氧化物是硫酸根自由基(SO_4~-·)和少量的羟基自由基(HO·)。Cu~(2+)/PMS/UV、Mn~(2+)/PMS/UV和Fe~(3+)/PMS/UV体系中AO7的降解过程均符合假一级动力学。紫外可见光谱图分析结果表明,Cu~(2+)/PMS/UV、Mn~(2+)/PMS/UV和Fe~(3+)/PMS/UV体系中AO7均被有效降解。M/PMS/UV对于染料类物质具有广泛的应用范围。     

金属有机骨架材料活化过硫酸盐高级氧化体系深度处理造纸废水

MOFs作为一种新型催化材料正成为环境领域的研究热点。本论文选取MOFs中MIL-100(Fe)、MIL-100(Fe)@MIP活化过硫酸钠(PS)产生硫酸根自由基(SO4^- .)深度处理造纸废水二级生化出水,研究常温下初始pH值、催化剂用量和PS投加量等因素对废水COD去除率的影响,并采用响应曲面法分析多因素对COD氧化降解效果的影响。结果表明MOFs活化PS高级氧化体系深度处理造纸废水最佳的活化条件为：PS:COD=12:1、催化剂用量2 g/L、体系的pH值为6,可以实现32%的COD去除率,响应曲面分析实验表明各影响因素对于降解效果的贡献顺序是：PS投加量>pH值> MIL-100(Fe)用量。     

g-C3N4@N-TNA制备及其光催化降解双酚A应用

采用电刻蚀-气氛煅烧-浸渍-煅烧法成功制备出g-C3 N4负载N掺杂T iO2纳米管阵列(g-C3 N4@N-TNA)光催化剂,对其进行了X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见(UV-Vis)漫反射、X射线光电子能谱(XPS)、光电分析系统测试表征,并对双酚A(BPA)进行了光降解实验.结果发现,g-C3 N4@N-TNA与TiO2纳米管阵列相比,光激发能级从3.03eV下降至2.44eV,瞬时光电流密度从0.17μA·cm-2提高至166.27μA·cm-2,反应80 min后BPA完全降解,其降解过程遵循准一级动力学规律.研究还获得了BPA的降解途径,酸性和碱性条件均对BPA的降解起到促进作用.     

纳米铁酸钴活化过氧单硫酸盐系统去除水中磺胺类药物的研究

研究了磁性纳米铁酸钴/过氧单硫酸氢钾(CoFe_2O_4/PMS)系统降解典型磺胺类药物(SAs)的效果与机制,选取磺胺甲基嘧啶(SM1)及磺胺吡啶(SPY)为去除对象,考察各影响因素对药物去除效果的影响,并通过淬灭实验间接验证了系统中自由基的种类.结果表明:磺胺类药物的降解过程符合拟一级动力学模型,提高CoFe_2O_4投量及PMS投量、降低药物初始浓度可增大反应速率;CoFe_2O_4/PMS系统降解SM1,SPY的最大拟一级动力学反应速率常数kobs值均发生在pH=9;催化剂循环3次后仍保持较高的催化性能,此时系统对SM1,SPY的去除率高达47.1%,62.4%;低浓度的HCO-3明显抑制了SM1的降解,但HCO_3~-的存在有利于SPY的降解,Cl~-对2种药物的降解均有明显抑制作用;淬灭实验表明系统中可能同时存在·SO_4~-及·OH,且·SO_4~-对药物的去除起主要作用.研究表明纳米铁酸钴是一种催化性能优异、稳定性高、易于回收的催化材料.     

生物炭负载纳米零价铁活化过硫酸盐降解水中菲的性能研究

生物炭负载纳米铁(BC@nZVI)是一种新型的高效非均相活化材料,可活化过硫酸盐(PS)进行原位化学氧化,去除焦化场地等复杂污染场地中的多环芳烃。针对BC@nZVI活化PS对菲(PHE)降解性能及影响因素,基于液相还原法制备BC@nZVI,采用BET比表面积测试、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射技术、傅里叶变换红外光谱等表征BC@nZVI的孔隙结构、表观形貌、元素分布、结构形态、物相组成、官能团等特性,研究BC@nZVI铁碳比、BC@nZVI投加量、PHE初始浓度、PS浓度等因素对BC@nZVI活化PS降解PHE的影响。采用准一级动力学模型评估PHE的降解动态,采用电子顺磁共振(EPR)确定BC@nZVI/PS体系中的自由基。研究结果表明,BC可有效负载nZVI并缓解nZVI的团聚,有利于提高对PS的活化效率;铁碳比为1:4(质量比)的BC@nZVI活化PS降解PHE的效果最优,在PHE初始质量浓度为1 mg/L、PS浓度为1.6 mmol/L、BC@nZVI投加量为0.6 g/L的最佳条件下,PHE的降解率达到94.59%。PHE的降解率随着PHE初始质量浓度的升高而降低;...