天然矿物负载Fe/Co催化H2O2氧化降解阳离子红3R

类Fenton反应关键是催化剂的活性,利用浸渍法负载铁、钴双金属对天然矿物材料进行改性,提高其催化活性,并运用扫描式电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)等表征手段对负载前后的材料进行表征分析.结果表明负载后材料中生成Fe2O3和Co Fe2O4两种新物质.将合成的催化剂用于催化H2O2氧化阳离子红3R染料废水,在催化剂投加量3 g·L-1,H2O2投加量0.3 m L·L-1,反应时间1 h条件下,100 mg·L-1阳离子红3R废水脱色率可达99.8%,TOC去除率可达58.4%,催化剂中活性组分主要为表面负载的Fe2O3和Co Fe2O4,电子自旋共振(ESR)分析表明催化氧化过程中产生羟基自由基,阳离子红3R发色基团在1 min已被完全破坏,光谱分析表明反应过程中有小分子物质生成.催化氧化效果受染料废水初始p H值影响小,适应p H范围广,解决了传统Fenton反应p H条件苛刻的问题.研究结果为印染废水处理提供了具有工程应用潜力的技术方法.     

基于阳离子树脂的Fenton非均相催化剂制备及性能测试

采用阳离子交换树脂颗粒为催化剂载体采用浸渍法负载二价铁离子,制备出非均相Fenton反应催化剂,并用该非均相Fenton催化剂氧化脱色亚甲基蓝溶液,考察其催化性能。实验结果表明:制备催化剂时最佳FeSO4浓度为16.67 mmol/L,pH=3.0,H2O2初始浓度为46.6 mmol/L,反应时间为30 min的条件下,亚甲基蓝溶液初始浓度为0.028 mmol/L时,亚甲基蓝溶液在非均相Fenton催化氧化过程中,其脱色率可达92.9%。采用序批形式反应使用5次后,该非均相催化剂仍有良好的催化效果,反应30 min后亚甲基蓝溶液脱色率仍可达85.2%,拓宽了Fenton技术的使用范围。     

普鲁士蓝@酵母菌催化剂的合成及其Fenton性能

自组装合成普鲁士蓝@酵母菌(PB@yeast)非均相Fenton催化剂,场发射扫描电镜(FE-SEM)、能量色谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)等表征结果表明PB纳米颗粒成功负载于酵母菌表面,形成稳定且高度分散的核壳结构复合微球;荧光增白剂CXT降解实验结果证明该复合微球兼备吸附与Fenton催化性能,酵母菌载体的吸附作用加快了废水中荧光增白剂CXT向催化剂活性位点的转移,促进FeⅢ-FeⅡ电子传递,显著提高了Fenton反应催化活性,酵母载体增强了PB纳米粒子的分散度与稳定性,有效解决PB纳米催化剂易团聚、易溶解的问题.PB@yeast催化剂经循环使用4次后对荧光增白剂CXT的去除效率无明显下降,表现出较好的催化效果和稳定性能.     

杂多酸/TiO2复合光催化材料的制备及光催化性能

采用浸渍法制备了复合杂多酸(H3PW12O40/TiO2,H4SiW12O40/TiO2)催化材料,通过UV-Vis、IR和XRD对其结构进行了表征,研究了合成的催化剂对有机染料亚甲基蓝降解的催化活性.讨论了催化剂投加量、亚甲基蓝溶液的初始浓度、酸度等对催化脱色效果的影响.结果表明,当溶液酸度为pH=3,催化剂用量为4...     

Ni_2O_3/AC催化剂催化氧化蒽醌染料中间体废水研究

以活性炭(AC)为载体,负载Ni2O3合成Ni2O3/AC催化剂,以NaClO为氧化剂,催化氧化蒽醌染料中间体1-氨基蒽醌废水。以COD去除率及脱色率为指标,考察了废水pH值、NaClO投放量、催化剂投放量及温度对废水处理的影响。实验结果表明,Ni2O3/AC催化剂在碱性环境下对废水有较好的处理效果;在优化工艺条件下:NaClO投放量6 g/L、催化剂投放量20 g/L、pH=12、温度30℃,1-氨基蒽醌废水COD去除率达到85.1%,脱色率达到96.5%。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)测试表明,经过处理的1-氨基蒽醌废水未产生其他二次污染物。     

金属离子对NaNO2催化氧化降解酸性蓝129的影响

选取蒽醌染料酸性蓝129(AB129)为研究对象,采用催化湿式氧化技术,在以NaNO2为催化剂的基础上,详细考察了Cu2+、Ni2+、Mn2+、Co2+、Cr3+、Fe3+6种金属离子助催化剂对AB129降解的影响.染料溶液初始浓度固定为100mg/L,初始pH值为2.5,氧气压力为0.5MPa,温度为150℃,当助催化剂:NaNO2:AB129的物质的量之比为0.2:0.6:1时,在相同的反应时间内6种金属离子的催化活性大小依次为Fe3+>Cu2+>Cr3+>Co2+>Mn2+≈Ni2+,并且在NaNO2/FeCl3体系下,反应2h后,AB129的脱色率达到了100%.在此基础上进一步考察了NaNO2/FeCl3体系中COD的变化情况,结果显示,反应4h后,NaNO2和FeCl3联合使用相对于单独使用FeCl3和NaNO2时,体系COD去除率分别提高了21%和45%,达到了68%.结合UV-vis光谱图可知,AB129分子最终矿化为CO2和小分子有机物.可能的催化循环机理为反应过程中M(n+1)+/Mn+、NO、NO2和ONOOH之间发生循环转化对体系产生催化作用,其中ONOOH和助催化剂离子被认为是起氧化作用的活性物质.     

UV／H2O2／草酸铁络合物氧化工艺对染料废水脱色的研究

采用UV／H2O2／草酸铁络合物氧化工艺处理染料活性艳蓝K-3R模拟废水,考察了不同反应条件对脱色效果的影响。试验结果表明：UV／H2P2／草酸铁络合物氧化工艺对活性艳蓝K-3R具有较好的脱色效果,pH值,H2O2,Fe^3＋,C2O4^2-的浓度对脱色效果有较大影响。对7种不同类型的染料模拟废水的UV／H2O2／草酸铁络合物氧化工艺脱色实验结果表明,染料结构对于脱色效果也有很大影响,偶氮染料比蒽醌染料更易于脱色。     

FeY催化剂光助Fenton法降解亚甲基蓝染料废水

文章以NaY分子筛为载体,通过离子交换法制备FeY催化剂,并对其在非均相光-Fenton体系中催化降解亚甲基蓝染料废水进行了研究,考察其催化降解性能、重复性和再生性。结果表明,在反应温度为25℃、FeY催化剂投加量为1 g/L、H2O2浓度为4 mmol/L、pH为4、UV光照射60 min时,非均相体系对染料废水的脱色率和COD去除率分别达到97%和84%。通过比较发现,相对于黑暗条件,太阳光和UV光都能显著提高降解效率,并且两种光源效果相当。FeY催化剂比均相催化剂具有更高的催化活性,并且脱附率低,重复性较好,经500℃焙烧2 h的再生催化剂对染料废水的脱色率和COD去除率均可达原来的90%以上。     

FePMo12催化电化学反应降解染料废水的研究

采用IR和XRD等方法对自制磷钼酸铁(FePMo12)杂多酸进行表征,表明杂多阴离子具有Keggin结构.将FePMo12负载于修饰后的4分子筛(4A)上制备FePMo12/APTES-4A催化剂填充于电化学反应器中,考察电化学氧化体系对酸性大红3R染料废水的脱色效果.结果表明,FePMo12/APTES-4A催化剂对酸性大红3R模拟废水具有良好的催化效果,当活性组分负载量为3%时,在pH为4,槽电压为22 V,曝气量为0.08 m3·h-1,极板间距为3.0 cm反应条件下,90 min后脱色率达到75.3%,COD和TOC去除率分别达到65.4%和46.0%.加入支持电解质Na2SO4和NaCl后,NaCl对电催化降解染料废水有促进作用,而Na2SO4的加入使得废水的脱色效率降低.采用可见-紫外光谱对反应过程中间产物进行分析,表明染料分子中的共轭体系已基本被破坏.     

多相流染料废水的臭氧高级氧化脱色行为研究

以亚甲基蓝(MB)模拟染料废水,研究了多相流中染料的臭氧氧化脱色动力学,考察了活性炭、缓冲条件下的pH值以及羟基自由基(.OH)捕获剂对染料脱色行为的影响。试验结果表明,染料MB的臭氧氧化脱色过程符合伪一级动力学。活性炭的相界面催化作用能够促进染料的脱色,当颗粒状活性炭(GAC)浓度由3 g/L增大至15 g/L时,脱色速率呈现增大的趋势,且粉末状活性炭(PAC)催化脱色能力更强。缓冲条件下的pH增大,脱色速率明显加快,而且添加活性炭(>9 g/L)比自由基较活跃(pH=12.7)时的脱色速率常数k提高了一倍。强碱性(pH=12.7)缓冲条件下加入足够量(0.003 mol/L)羟基自由基捕获剂,结果表明HCO3-捕获自由基的能力强于叔丁醇,但由于捕获剂对自由基反应路径的控制作用依然有限,导致染料的脱色速率仍比酸性(pH=2.5)条件下快。     

催化湿式氧化法降解活性艳蓝的研究

以Fe2O3/γ-Al2O3为催化剂的非均相催化氧化体系处理活性艳蓝KN-R。考察了反应时间、反应温度、pH和Fe2O3/γ-Al2O3投加量等因素对降解效果的影响。结果表明,染料初始浓度为200mg/L时,在温度150℃、压力0.5MPa、H2O233mg/L、pH=6,反应时间1h,Fe2O3/γ-Al2O3投加量为8g/L的最佳条件下,活性艳蓝KN-R色度几乎完全去除,TOC和COD去除率分别为95.6%和82.5%。     

蜜环菌漆酶对蒽醌类染料的脱色条件优化

利用蜜环菌发酵所得的漆酶,直接对印染工业中常见的两种蒽醌类染料活性艳蓝KN-R和活性艳蓝X-BR进行催化脱色实验,得出了最佳脱色条件.结果表明,活性艳蓝KN-R最适脱色温度为30℃,最适染料浓度为80 mg.L-1,最适酶量为0.25U.mL-1,最适pH值为5,在最优条件下活性艳蓝KN-R最高脱色率达90%以上.活性艳蓝X-BR的最适脱色温度为30℃,最适染料浓度为50 mg.L-1,最适酶量为0.5 U.mL-1,最适pH值为4,在最优条件下活性艳蓝X-BR最高脱色率达70%以上.本研究利用蜜环菌粗漆酶液直接对印染工业中常见蒽醌类染料进行脱色,结果表明蜜环菌粗漆酶液具有良好的脱色效果,蜜环菌漆酶在印染工业染料废水脱色方面具有潜在的应用价值.     

微波诱导催化剂MnO/MgO的制备及其活性研究

采用均匀沉淀法制备了微波诱导催化剂MnO/MgO,通过实验确定催化剂的制备条件并对催化剂的形貌进行了SEM表征。实验结果表明,在微波功率900 W,微波时间8 min,催化剂投加量0.6 g/L的条件下,利用微波诱导氧化技术处理50 mL浓度为50 mg/L的活性艳蓝,活性艳蓝的脱色率达到了96%,H2O2的加入能提高脱色效率,缩短反应时间。     

酵母Candida krusei对合成染料的脱色

通过筛选实验,从土壤中新分离到1株对活性艳红K-2BP具有明显脱色效果的酵母菌株Y-G-I,经鉴定为克鲁斯假丝酵母Candida krusei．该菌株对含活性艳红K-2BP起始浓度为200mg／L的培养基,最大脱色率为99％,达到最大脱色率的时间是12h．克鲁斯假丝酵母的最佳接种量应不低于5％（体积分数）,培养基最适pH在4～9之间,氮源（NH4）2S04浓度不低于0．1％,相对应的碳源葡萄糖浓度不低于0．5％．对脱色机理的研究表明,该菌株对活性艳红K-2BP的去除属于降解脱色．此外,该菌株对另外9种染料（50mg／L）的脱色率在62％～96％之间．其中,对偶氮染料弱酸艳红B、活性黑KN-B和活性红M-3BE的脱色率都达到了90％以上,对三苯甲烷染料（酸性媒介漂蓝B）的脱色率达到了93％．表明克鲁斯假丝酵母在染料废水的处理上可能具有较好地应用潜能．     

镍掺杂二氧化钛光催化剂的制备与光催化性能研究

利用溶胶-凝胶法制备了镍掺杂的二氧化钛,采用紫外可见分光光度计、傅里叶红外分光光度计、X衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试手段对结果进行了表征。表征结果表明在550℃下煅烧的产物主要是锐钛型二氧化钛,镍的掺杂使得二氧化钛的紫外可见反射光谱明显红移,且镍掺杂二氧化钛的粒度减小,团聚程度下降。以活性艳蓝KN-R为模型降解目标物,通过比较镍掺杂二氧化钛、纯二氧化钛以及标准P25二氧化钛的光催化性能发现镍掺杂二氧化钛的光催化活性最好。当钛酸正丁酯/乙醇比为1:25;钛酸正丁酯/冰乙酸比为1:1;钛酸正丁酯/硝酸镍比为1 000:3;煅烧温度为550℃,煅烧时间为2 h时,镍掺杂二氧化钛的光催化效率最高,达到73.3%。     

TiO_2光催化降解活性艳兰KN-R的研究

以纳米TiO2为光催化剂,以活性艳兰KN-R为模拟染料废水,研究了溶液pH值、TiO2投加量、H2O2用量及染料初始浓度对染料脱色率的影响。结果表明,活性艳兰KN-R的脱色率随溶液pH值的升高及染料初始浓度的降低而增大;TiO2和H2O2的投加量均存在一个最佳值,在本实验条件下,它们分别为0.5g/L和2.0×10-2mol/L,低于或超过该值都会导致染料脱色率的下降。在适宜的操作条件下,活性艳兰KN-R的脱色率可达98%以上,化学需氧量(COD)的去除率在70%以上。     

酵母Candida krusei对合成染料的脱色

通过筛选实验,从土壤中新分离到1株对活性艳红K-2BP具有明显脱色效果的酵母菌株Y-G-1,经鉴定为克鲁斯假丝酵母Candida krusei.该菌株对含活性艳红K-2BP起始浓度为200mg/L的培养基,最大脱色率为99%,达到最大脱色率的时间是12h.克鲁斯假丝酵母的最佳接种量应不低于5%(体积分数),培养基最适pH在4～9之间,氮源(NH₄)₂SO₄浓度不低于0.1%,相对应的碳源葡萄糖浓度不低于0.5%.对脱色机理的研究表明,该菌株对活性艳红K-2BP的去除属于降解脱色.此外,该菌株对另外9种染料(50mg/L)的脱色率在62%～96%之间.其中,对偶氮染料弱酸艳红B、活性黑KN-B和活性红M-3BE的脱色率都达到了90%以上,对三苯甲烷染料(酸性媒介漂蓝B)的脱色率达到了93%.表明克鲁斯假丝酵母在染料废水的处理上可能具有较好地应用潜能.     

微波诱导催化剂CuO/γ-Al_2O_3处理活性艳蓝的研究

采用均匀包裹沉淀法制得的CuO/γ-Al2O3催化剂,利用XRD对催化剂的物相结构进行了表征,并应用于微波诱导氧化工艺中,考察了催化剂投加量、微波功率、微波辐照时间等因素对活性艳模拟废水处理效果的影响。结果显示,在催化剂投加量为2g/L,微波功率为720W,辐照时间为3min的条件下,处理50mg/L的活性艳蓝脱色率可达到95.3%。     

纳米ZnO光催化剂的制备及性能研究

以Zn(CH3COO)2·H2O和NH4HCO3为原料,以室温固相反应和微波辐射技术相耦合的方法制备出粒径在19nm左右的ZnO光催化剂,同时以活性艳兰KN-R为模拟染料废水考察了所制备纳米ZnO的光催化性能。结果表明,所制备纳米ZnO具有良好的光催化活性,在适宜的操作条件下,活性艳兰KN-R的脱色率在96%以上,COD的去除率在69%以上。此外,在染料的浓度为30～100mg/L时,ZnO/UV体系光催化降解活性艳兰KN-R符合一级反应动力学模型。     

Al2O3负载Cu2O-臭氧催化氧化芴酮生产废水

以Al2O3负载Cu2O为催化剂,研究芴酮废水在臭氧条件下的氧化降解反应,为芴酮废水的治理提供一种新的处理方法。研究表明,Al2O3负载Cu2O的催化剂加速了臭氧氧化反应,使芴酮废水的氧化降解加快。影响芴酮废水氧化降解的主要因素有臭氧流量、废水的pH值、催化剂用量以及反应器的高度等。加大臭氧流量及增加催化剂用量,均有利于芴酮废水的降解。处理3 L芴酮废水时适宜的反应条件：臭氧流量为25 mg/h,催化剂用量为20 g,反应器的高度H为1 600 mm,废水初始pH为11。在该条件下1.75 h,废水的脱色率为91.2%,COD去除率为90.5%。