草酸铁络合物／H2O2／UV体系对靛红染料废水脱色的研究

以草酸铁络合物/H2O2作光氧化剂,利用紫外光对水溶性染料靛红进行了光氧化降解试验研究。结果表明,在pH值为3,[Fe(Ⅲ)]/[C2O42-]=1/3,H2O2为100 mg/L条件下,光照30 min后,质量浓度为30 mg/L的染料溶液其脱色率达到98.5%,COD去除率为54.4%。与UV/Fe3+、UV/H2O2、UV/草酸等光氧化体系相比,脱色效果较为明显。     

磁性Fe3O4纳米颗粒的制备及其催化降解水中磺胺甲恶唑研究

旨在构建一种高效绿色的去除水环境中磺胺甲恶唑(SMZ)的方法。采用溶剂热法制备了Fe_3O_4磁性纳米颗粒,并利用XRD、磁滞回线、SEM及TEM对Fe_3O_4颗粒进行了物相和形貌的表征。研究了SMZ在纳米Fe_3O_4和H_2O_2构成的非均相Fenton体系中的催化氧化特征,并考察了p H值、H_2O_2初始浓度及催化剂用量对SMZ催化氧化的影响。结果表明:制备的Fe_3O_4纳米颗粒呈微球形,具有很强的顺磁性,平均粒径约250 nm,能够有效地活化H_2O_2产生·OH并高效降解SMZ。在25℃,p H=3,Fe_3O_4用量为1. 0 g/L,H_2O_2浓度为5. 0μL/m L时,所建立Fe_3O_4-H_2O_2氧化体系能在5 min内几乎完全降解20 mg/L的SMZ。循环实验表明,所制备的Fe_3O_4磁性纳米颗粒具有较好的稳定性。该实验结论可为水体中SMZ的去除提供一定的理论参考。     

二氧化氯催化氧化降解铬黑T试验研究

在常温常压下,对Fe2O3/γ—A12O3+H2O2和ClO2+TiO2两种催化氧化体系处理铬黑T废水的效果进行了分析。试验结果表明,处理甲基橙废水效果较好的Fe2O3/γ—Al2O3+H2O2组合对铬黑T的降解效果非常有限,而ClO2+TiO2组合的处理效果较好:以500 mg/L的铬黑T溶液为模拟废水,当pH为4,C102投加量为200 mg/L,TiO2投加量为500 mg/L,反应时间为90 min时,脱色率达89.96%,CODCr的去除率可达45.36%。     

UV/H_2O_2降解水溶液中抗癫痫药物苯巴比妥

采用UV/H2O2法对水溶液中的抗癫痫药物苯巴比妥(PBB)进行降解处理。研究发现:PBB的光解率随H2O2量的增加而增加,随PBB初始浓度的增加而降低。在UV/H2O2体系下PBB紫外光解的最佳p H为10.9。Cl-的存在会降低PBB的光解率,低浓度HCO-3的存在会增加PBB的光解率,高浓度的HCO-3的存在会抑制PBB的光解率。采用离子色谱和LC-MS-MS对PBB光解后的主要产物进行分析,提出了PBB可能的紫外光降解途径。结果表明:UV/H2O2法是去除水溶液中PBB的一种十分有效的方法。     

FeS矿活化H2O2降解水中对氯苯胺的实验研究

以对氯苯胺(PCA)为目标污染物,研究了常温下Fe S矿活化H2O2非均相类Fenton体系对难降解有机物的去除效果。分析了初始p H值、催化剂和H2O2投加量等重要因素对PCA降解率的影响。当PCA浓度为0.2×10-3mol/L,溶液初始p H值为3.0,H2O2投加量为3.2×10-3mol/L,Fe S矿用量为0.4 g/L,反应20 min时,PCA去除率可达100%,且反应进行到40 min后,已达到完全脱氯效果。在此基础上,通过对Cl-、SO42-、Fe3+等中间产物离子和总有机碳(TOC)变化规律的测定,探讨了有机物降解机理。研究结果表明:Fe S矿对催化H2O2氧化具有很强的催化活性,能提高H2O2的利用效率,相比于单一含铁矿物具有更好的催化性能,并且催化剂易于沉淀分离,回收利用。     

纳米Fe_3O_4/Co_3O_4催化H_2O_2氧化降解亚甲基蓝

纳米四氧化三钴(Co3O4)催化剂对废水中有机物具有良好的催化降解活性,但纳米催化剂难从溶液中分离的缺点限制了其应用.通过将不同量的纳米Co3O4催化剂自组装在纳米四氧化三铁(Fe3O4)上,制备出了一系列不同纳米Co3O4催化剂含量的纳米Fe3O4/Co3O4,并将该系列纳米Fe3O4/Co3O4用于双氧水(H2O2)氧化降解亚甲基蓝的反应来测试其催化性能和回收再利用性能.实验结果表明,尽管纳米Co3O4催化剂的含量对于纳米Fe3O4/Co3O4的催化性能有所影响,但该系列纳米Fe3O4/Co3O4相对纯纳米Co3O4催化剂仍表现出很好的催化活性和回收再利用性.     

Fe掺杂A-TiO_2在溴甲酚绿中的可见光催化活性及动力学

以FeCl_3·6H_2O为Fe源,采用水热法制备了Fe掺杂锐钛型TiO_2(A-Ti O2)光催化剂。以溴甲酚绿为降解对象,考察溴甲酚绿的初始浓度、催化剂用量、掺Fe量等因素对自制催化剂可见光催化降解反应的动力学方程的影响。结果表明:在40 W白炽灯照射下,当溴甲酚绿初始浓度为10 mg/L(pH=7)、催化剂的用量为0.6 g/L、掺Fe量为4%(摩尔分数)、室温下反应时间为3 h时,溴甲酚绿的降解率最大为76.05%。溴甲酚绿光催化降解曲线符合一级反应动力学方程,于上述最佳条件下其表观反应速率常数k达到最大值,为0.389 7 h-1。     

H2O2／强化日光协同光解脱色直接湖蓝染料研究

在H2O2存在条件下,对直接湖蓝染料进行强化日光辐照处理。研究染料初始浓度、H2O2浓度、pH值、不同阴离子等因素对直接湖蓝染料的脱色效果影响。结果表明:在pH酸性媒介中直接湖蓝能有效地光解脱色。与SO42-、NO2-、Cl-相比,Br-和NO3-对脱色作用抑制最显著,而且两者能形成协同作用抑制光解脱色。染料光解脱色速率随H2O2浓度的增加而增加,但在高H2O2浓度时,降解速率增加不明显。处理前后的UV-Vis谱图分析表明直接湖蓝在H2O2/强化日光光解处理中脱色是因为染料发生光解作用。     

Vis/LaFeO3/PDS复合高级氧化体系降解亚甲基蓝的机制

采用超声辅助溶胶-凝胶法制备对可见光(Vis)有良好响应性的LaFeO₃晶体,将其与过二硫酸盐(PDS)结合,构建Vis/LaFeO₃/PDS复合高级氧化体系,用以降解亚甲基蓝(MB)。结果表明:在PDS浓度为0.5 mmol/L、LaFeO₃投加量为0.5 g/L时,Vis/LaFeO₃/PDS体系30 min对质量浓度为30 mg/L的MB的去除率可达92.4%;复合体系对pH值有较强的适应性,Vis、LaFeO₃、PDS三者复合,通过提高光生电子-空穴对的分离效率,促进Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)的氧化还原循环和氧空位向活性氧自由基的转化,提高了空穴(h⁺)、SO^-₄·、单线态氧(¹O₂)等活性物质的产生效率和氧化活性能力的发挥。Vis/LaFeO₃/PDS体系是光催化和过硫酸盐高级氧化技术的高效结合,其协同效应在废水中难降解有机物的治理方面具有较好的应用前景。     

Fenton试剂氧化降解活性染料的试验研究

采用Fenton试剂对活性K - 2RL ,H -E2R ,HE - 3G ,X - 6B1Y ,X - 3B ,K - 2R ,H -E7B ,X - 4RN和S -F3B 9种染料所配水样进行处理 ,染料浓度为 4 0 0mg/L时 ,在FeSO4 浓度为10 0～ 180mg/L ,H2 O2 浓度为 2 4 0～ 5 40mg/L ,pH值为 3,反应时间为 1h ,温度为室温条件下 ,色度去除率达 95 %以上 ,COD去除率为 6 5 %～ 85 % ,TOC去除率为 70 2 %。反应前后的UV -VIS吸收光谱的比较表明 ,Fenton试剂对这 9种活性染料有着比较理想的降解效果     

生物炭/铁酸锰对Zn^2+和Cu^2+的吸附性能试验

为探求吸附效果好、回收方便的吸附剂以解决重金属污染废水的处理难题,以玉米秸秆和铁酸锰为原料,通过溶胶-凝胶法以蛋清为络合剂经热解制备了一种生物炭/铁酸锰(BC/FM)复合材料,在对该复合材料扫描电子显微镜(SEM)和磁滞回线分析的基础上,进行了去除废水中Zn^2+、Cu^2+的吸附试验。结果表明,铁酸锰可有效地负载到生物炭上,形成官能团丰富、磁性良好的复合材料;BC/FM对Zn^2+、Cu^2+的吸附最佳pH值分别为5和6,并均在90 min达到吸附平衡,准二级模型能更好地描述BC/FM对Zn^2+、Cu^2+吸附过程;Langmuir模型拟合曲线和Freundlich模型拟合曲线分别适用于描述BC/FM对Zn^2+、Cu^2+的等温吸附过程,且均为自发吸热反应;BC/FM对Zn^2+、Cu^2+吸附机制主要为络合反应。     

磁性悬浮颗粒减缓MBR中膜污染的研究

向MBR中投加磁性悬浮颗粒,通过改善污泥混合液特性来控制膜污染,试验结果表明:最佳吸附剂为四氧化三铁/硅藻土复合颗粒,吸附剂的最佳投加量为0.1 g/L;投加复合颗粒的MBR出水的COD、氨氮和硝态氮均优于参比MBR,说明复合颗粒能改善膜出水水质;投加颗粒的MBR膜表面的EPS各组分均低于参比MBR,说明四氧化三铁/硅藻土复合颗粒能有效的吸附污泥悬浮液中的EPS,加强MBR的通量稳定性,从而延缓膜污染,减少膜清洗次数,降低运行成本。     

F/Ce掺杂Bi2WO6可见光光催化氧化甲基橙

针对新型光催化剂Bi2WO6在可见光条件下光生电子-空穴分离效率低的问题,本文采用液固相水热反应的方法制备了F/Ce掺杂改性的Bi2WO6光催化剂。通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)等分析表明,F/Ce掺杂Bi2WO6光催化剂具有明显的层状结构,可有效降低电子-空穴的复合率,且改性后的Bi2WO6吸收波长发生红移。光催化氧化处理甲基橙降解实验结果表明:F和Ce共掺杂下Bi2WO6在可见光下具有最高的光催化活性,主要活性物质为羟基自由基(·OH),甲基橙的降解率在50 min后可以达到97%,催化活性比纯Bi2WO6提高了近2倍。本研究为研发水环境中高浓度有机废水,特别是难降解有机污染物的高效治理技术提供了基础数据。     

基于斜生栅藻培养的城市生活废水资源化利用研究

为降低微藻培养成本,实现城市生活废水的资源化利用,研究了补加不同质量浓度的Na NO3、K2HPO4·3H2O、Mg SO4·7H2O、Fe Cl3·6H2O、Na2CO3营养盐情形下,斜生栅藻(Scenedesmus obliquas)的生长和油脂积累特性。结果表明:城市生活废水中自身含有的磷、碳基本满足微藻正常的生长和油脂代谢,同时在低氮和高铁环境下更有利于微藻油脂的积累。此外,在补加Na NO3质量浓度2.25 g/L、K2HPO4·3H2O质量浓度40 mg/L、Mg SO4·7H2O质量浓度56.25 mg/L、Fe Cl3·6H2O质量浓度9 mg/L、Na2CO3质量浓度15 mg/L的条件下,斜生栅藻生长状况良好,生物量可达3.04 g/L,是废水原液条件下的2.8倍。利用城市生活废水来培养富油的微藻,可以实现废水的资源化利用与微藻的低成本培养,对工业化生产具有重要意义。     

水热法合成的LaVO4/WO3复合纳米片的可见光光催化还原工业废水中Cr（VI）效果分析

针对工业废水中Cr(Ⅵ)毒性大,迁移性强的问题,采用水热法制备了不同复合比例的LaVO_4/WO_3复合纳米片光催化剂,通过XRD、SEM、XPS和DRS测试手段进行了表征。结果表明:LaVO_4能进入WO_3晶格之中,使其产生晶格缺陷;晶格缺陷可作为活性位点,促进光生载流子的分离,提高WO_3的光催化活性。可见光下光催化还原工业废水中Cr(Ⅵ)测试表明:LaVO_4/WO_3复合纳米片的光催化还原效率比WO_3更高,当LaVO_4以质量比为3%负载WO_3时,复合纳米片光催化还原性最高,可达92%,是纯WO_3还原效率的8.3倍。分析结果表明,LaVO_4能使WO_3的氧空位得到扩散,提高界面光生电子的迁移速率,促进光生电子还原Cr(Ⅵ),提高复合纳米片的光催化还原性能。本研究为重金属工业废水,特别是难降解重金属污染物高效治理技术的研发提供了理论参考。     

Effect of Fe3O4 nanoparticles on magnetic xerogel composites for enhanced removal of fluoride and arsenic from aqueous solution

Fe₃O₄ magnetic xerogel composites were prepared by polycondensation of resorcinol (R)–formaldehyde reaction via a sol–gel process in an aqueous solution through varying the molar ratio of Fe₃O₄ nanoparticles (MNPs), catalyst (C), and water (W) content. MNPs were obtained by co-precipitation (MC), oxidation of iron salts (MO), or solvothermal synthesis (MS). Both MNPs and magnetic xerogels were examined regarding the performance of arsenic and fluoride removal in a batch system. The MC-based MNPs had higher adsorption capacities for both fluoride (202.9 mg/g) and arsenic (3.2 mg/g) than other MNPs in optimum conditions. The X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, and energy-dispersive X-ray spectroscopy confirmed that Fe was composed into the polymeric matrix of magnetic xerogels that contained 0.59%–4.42% of Fe with a molar ratio of MNPs (M) to R between 0.01 and 0.10. With low R/C and optimum M/R ratios, an increase in the surface area of magnetic xerogels affected the fluoride and arsenic adsorption capacities. The magnetic xerogel composites with the MC-based MNPs prepared at a fixed R/C ratio (100) and at different R/W (0.05–0.06) and M/R (0.07–0.10) ratios had a high arsenic removal efficiency of 100% at an As(V) concentration of 0.1 mg/L and pH of 3.0. The maximum adsorption capacities of magnetic xerogels were approximately five times higher than those of the xerogels without MNP composites. Therefore, Fe₃O₄ nanoparticles enhanced the adsorption of arsenate and fluoride. The variations of alkaline catalyst and water content significantly affected the resulting properties of textural and surface chemistry of magnetic xerogel composites.     

臭氧-光降解-碳纤维处理石化RO浓水

针对石化行业的超滤/反渗透(reverse osmosis,RO)浓水处理问题,选取天津某港石化公司RO膜生产车间产生的RO浓水,采用臭氧-光降解-碳纤维处理技术,进行中试试验。结果表明:最佳pH值为8~9,臭氧最佳投加质量浓度为10.0~13.3 mg/L;系统最终出水COD的质量浓度小于40 mg/L,累计NH3-N去除率最高为44.6%,SS达到一级排放标准;处理RO浓水的成本为2.1元/t;增加内回流比,可以提高NH3-N去除率;碳纤维装置进水pH值为8时,吸附效率最高。     

Fenton试剂处理马铃薯淀粉废水的实验研究

为研究Fenton试剂对马铃薯淀粉废水的处理效果,为实际生产提供依据,实验采用静态烧杯实验,通过单因素实验方法考察了Fenton试剂反应的主要影响因素及最佳反应条件。实验表明:在FeSO4投加量为0.3 g/L,H2O2为1.2 g/L,反应时间为30 min,pH值为2的最佳反应条件下,马铃薯淀粉废水的COD去除率最高达68.43%,浊度去除率达98.53%。该方法的处理效果较为明显,可作为马铃薯淀粉废水有效的预处理方法。     

Degradation of phenol by TiO2-based heterogeneousphotocatalysts in presence of sunlight

This paper reports the results of a study on the titanium dioxide Anjatox^®, which shows very interesting photocatalytic activity. Produced for commercial purposes as a white pigment, its features make it very interesting in the field of heterogeneous photocatalysis. The results obtained with this photocatalyst are compared with the behavior of the well-studied and widely used TiO₂ Degussa P-25^® under identical conditions. The degradation experiments showed that the photocatalytic efficiency of Anjatox^® is comparatively close to that of Degussa P-25^®. Both Anjatox^® and Degussa P-25^® show optimum degradation efficiency at a certain loading rate. The particle crystallite size and the BET surface area of the Anjatox^® TiO₂ are also compared with Degussa P-25^®. Moreover the XRD study showed that TiO₂ Anjatox^® was more crystalline than the TiO₂ Degussa P-25. The particle size histogram of TiO₂ Anjatox^® was found to be comparatively uniform like TiO₂ Degussa P-25^®. The use of TiO₂ Anjatox^® in heterogeneous photocatalysis is more desirable when high photocatalyst loading is required because of its low cost. The cost of Anjatox TiO₂ was INR.110.00/Kg and the cost of Degussa P-25 was INR 1000/Kg (Jan 2006).