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相似文献
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1.
采用水热合成法成功制备出MnFe2O4磁性纳米棒(s-MnFe2O4),并考察了商品化的Fe3O4、MnFe2O4和合成的s-MnFe2O4纳米棒这3种磁性纳米颗粒作为非均相Fenton催化剂降解水中四环素抗生素的性能.同时,采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、N2吸附-脱附、振动样品磁强计(VSM)及X射线光电子能谱(XPS)等技术对催化剂的理化性质进行了表征.非均相Fenton催化降解四环素的结果表明,s-MnFe2O4具有最高的催化活性,反应180 min,四环素的去除率可以达到87.6%,TOC的去除率达到47.5%.自由基捕获试验证实了羟基自由基(·OH)是非均相Fenton氧化过程中的主要活性物种.s-MnFe2O4磁性纳米棒的高催化活性归...  相似文献   

2.
以城市污水厂二沉池污泥为原料,考察了不同H_2O_2投加量下污泥预氧化对铁负载污泥形成前驱体及其热解后制得炭基催化剂性能的影响,研究了污泥预氧化对强化铁负载制备均一分散型污泥炭基催化剂的机理.结果表明,污泥预氧化促进了污泥细胞破解,降低了絮体颗粒粒径和表面Zeta电位,使铁负载量增加、铁活性位点在污泥载体上的分散性明显增强,形成炭基催化剂保持着高催化活性,其稳定性显著增加.对模拟含铬黑T染料废水的多相芬顿降解试验说明,当污泥预氧化H_2O_2投加量为2.25%时制备的炭基催化剂,其反应120 min后铬黑T的降解率为91%,略低于未预氧化时污泥炭基催化剂的降解效率(96%);但未预氧化炭基催化剂其反应后溶液中铁离子的溶出量(18.9%)远高于预氧化后形成的催化剂(2.5%),且后者循环3次对铬黑T的降解率仍可达到86%,表现出较强的稳定性.  相似文献   

3.
A microwave-H2O2 process for sludge pretreatment exhibited high efficiencies of releasing organics, nitrogen, and phosphorus, but large quantities of H2O2 residues were detected. A uniform design method was thus employed in this study to further optimize H2O2 dosage by investigating effects of pH and H2O2 dosage on the amount of H2O2 residue and releases of organics, nitrogen, and phosphorus. A regression model was established with pH and H2O2 dosage as the independent variables, and H2O2 residue and releases of organics, nitrogen, and phosphorus as the dependent variables. In the optimized microwave-H2O2 process, the pH value of the sludge was firstly adjusted to 11.0, then the sludge was heated to 80℃ and H2O2 was dosed at a H2O2:mixed liquor suspended solids (MLSS) ratio of 0.2, and the sludge was finally heated to 100℃ by microwave irradiation. Compared to the microwave-H2O2 process without optimization, the H2O2 dosage and the utilization rate of H2O2 in the optimized microwave-H2O2 process were reduced by 80% and greatly improved by 3.87 times, respectively, when the H2O2:MLSS dosage ratio was decreased from 1.0 to 0.2, resulting in nearly the same release rate of soluble chemical oxygen demand in the microwave-H2O2 process without optimization at H2O2:MLSS ratio of 0.5.  相似文献   

4.
成功制备出羧基功能化的MnFe2O4磁性催化剂(MnFe2O4-COOH),采用X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、振动样品磁强计(VSM)、红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、H2-程序升温还原(TPR)及X-射线光电子能谱(XPS)等技术对其理化性质进行了表征,并通过非均相Fenton氧化降解水中头孢噻肟钠抗生素对MnFe2O4和MnFe2O4-COOH的催化性能进行了考查.结果表明,经过表面修饰之后的MnFe2O4-COOH比MnFe2O4的催化活性高,头孢噻肟钠的去除率可以达到85.5%,TOC的去除率达到58.1%.同时,对溶液pH的影响、Fe的流失、主要的活性物种及羧基修饰基团的作用进行了研究.结果表明,羟基自由基(?OH)是非均相Fenton氧化过程中的主要活性物种,羧基修饰后催化活性的提高主要归因于团聚的抑制、活性组分Fe流失的降低及还原能力的提高.此外,稳定性和重复使用性的研究结果表明,MnFe2O4-COOH经过3次 循环使用后,仍能保持较高的催化活性.  相似文献   

5.
Manganese ferrite nanopowder was prepared by thermal decomposition at 400°C of the gel synthesized from manganese and iron nitrates and polyvinyl alcohol. X-ray diffractometry evidenced that manganese ferrite was formed as single crystalline phase at this temperature. Scanning electron microscope images evidenced the formation of very fine spherical particles(d 11 nm) of manganese ferrite, with specific surface area of 147 m~2/g.The powder obtained at 400°C was used as a catalyst for the oxidative degradation of phenol in aqueous solutions, in the presence of potassium peroxydisulfate as oxidant. High phenol removal efficiencies above 90% were reached at: pH 3–3.5, phenol initial concentration around 50 mg/L, peroxydisulfate:phenol mass ratio 10:1, and catalyst dose 3 g/L. Total organic carbon measurements showed that the degradation of phenol goes, under these conditions, to mineralization in an extent of 60%.  相似文献   

6.
以两步水(溶剂)热法制备了一种新型磁性Mn_(0.6)Zn_(0.4)Fe_2O_4@CdS纳米复合光催化剂,并采用X-射线衍射(XRD)、比表面(S_(BET))、扫描电镜-能谱(SEM-EDX)、紫外漫反射(UV-vis)、透射电镜(TEM)、磁滞回线(VSM)和价带能谱(VB-XPS)等手段对制备的铁氧体、CdS和复合材料进行了表征分析.结果发现,得到的材料元素含量与设计预期值吻合,纯相晶格参数与理论值匹配较高,特征峰证实复合材料中存在尖晶石铁氧体和CdS晶格;高分辨透射电镜(HR-TEM)分析表明,CdS有效地附着在铁氧体上,且在可见光区发生了红移.利用该材料对亚甲基蓝(MB)进行了暗室吸附和光催化活性的系统研究,结果表明,复合物吸附速率较快,适宜用Langmuir模型描述吸附平衡,最大吸附容量q_(max)高达79.6 mg·g~(-1);在测试的3个样品中,复合物光催化活性最高,经5次重复光催化实验,MB的降解率仍可保留在50%以上,且易磁分离回收;此外,通过自由基和空穴捕获实验、光致发光(PL)和电子顺磁共振(ESR)测试分析提出了MB降解机理.  相似文献   

7.
为探讨缺氧酸化联合零价铁(ZVI)-过氧化氢(H_2O_2)调理对污泥脱水性能的影响,本文通过单因素试验,以污泥比阻(SRF)作为参考指标,系统考察了调理条件对污泥脱水性能的影响.同时,在试验的最佳调理条件下,分析了污泥各层胞外聚合物(EPS)有机物质量浓度及荧光光谱强度以阐明该联合作用机理.结果表明,当初始pH为2,ZVI投加量为280 mg·g~(-1)(以干污泥量(DS)计,下同),缺氧时间为4 h,H_2O_2投加量为30 mg·g~(-1)(以DS计,下同),类芬顿反应时间为10 min时,SRF降低了90.39%,处理效果较单独类芬顿处理提升了1倍.机理探究试验表明,在缺氧条件下,酸化处理可加速污泥的水解,溶解得到更多的二价铁离子,促使EPS结构发生改变;ZVI-H_2O_2调理可有效地氧化部分EPS,使得紧密结合胞外聚合物(TB-EPS)破解转化至松散结合胞外聚合物(LB-EPS)和上清液胞外聚合物(SB-EPS).EPS分析结果表明,蛋白质的减少能有效提高污泥脱水性能,腐殖酸和富里酸类有机物的产生能提高污泥疏水性能.此外,ZVI的再次利用效率高,重复利用仍能使SRF降低率达到82.04%.因此,缺氧酸化联合ZVI-H_2O_2处理能实现污泥的水解、氧化和絮凝过程,达到改善污泥脱水性能的目的.  相似文献   

8.
采用超高压板框压滤法进行污泥脱水,制备了3种Fenton/Ca O调理的深度脱水污泥.同时,利用热重分析仪(TG/DTG)研究了Fenton/Ca O投加量和升温速率对深度脱水市政污泥燃烧特性的影响,获得其燃烧特性指数,并建立了燃烧动力学方程.研究表明,Fenton/Ca O调理污泥燃烧过程中有3个失重阶段:水分的析出、挥发分的析出与燃烧、部分挥发分与固定碳的燃尽.与原泥(S1)对比研究可知,调理污泥S2(调理剂折算量Fe2+/H2O2/Ca2+=30/30/70 mg·g-1DS)、S3(调理剂折算量Fe2+/H2O2/Ca2+=50/30/100 mg·g-1DS)的燃尽指数Cb较小,S4(调理剂折算量Fe2+/H2O2/Ca2+=70/30/120 mg·g-1DS)的燃尽指数Cb较大,说明调理剂投加较多时(S4)有利于污泥的燃尽.而3种调理污泥的挥发分释放特性指数D分别增大为原泥的1.10、1.97、1.73倍,可燃性指数C及综合燃烧特性指数S分别降低为原泥的78%~95%、52%~75%,说明增加调理剂用量提升了污泥的初期燃尽率,却降低了污泥的整体燃烧性能.调理污泥的对比研究可知,S3的燃烧特性指数(D、C、S)最大,说明适量的调理剂投加(S3)能在调理污泥中获得最佳的燃烧性能.利用Ozawz-Flynn-Wall法和Kissinger-Akahira-Sunose法计算得到原泥S1及调理污泥(S2、S3、S4)燃烧的质量平均表观活化能,发现调理后污泥的质量平均表观活化能Em1(阶段Ⅰ)下降,但Em2(阶段Ⅱ)提高,整体活化能Em下降;S3获得最低的Em.  相似文献   

9.
The use of Fenton’s reagent (Fe2+/H2O2) and Fenton-like reagents containing transition metals of Cu(II), Zn(II), Co(II), and Mn(II) for an alum sludge conditioning to improve its dewaterability was investigated. The results obtained were compared with those obtained from conditioning the same alum sludge using cationic and anionic polymers. Experimental results show that Fenton’s reagent was the best among the Fenton and Fenton-like reagents for the alum sludge conditioning. A considerable e ectiveness of capillary suction time (CST) reduction e ciency of 47% can be achieved under test conditions of Fe2+/H2O2 = 20/125 mg/g DS (dry solid) and pH 6.0. The observation of floc-like particles after Fenton’s reagent conditioning of alum sludge suggested that the mechanism of Fenton’s reagent conditioning was di erent from that of polymer conditioning. In spite of the lower e ciency in the CST reduction of Fenton’s reagent in alum sludge conditioning compared to that of polymer conditioning, Fenton’s reagent o ers a more environmentally safe option. This study provided an example of proactive treatment engineering, which is aimed at seeking a safe alternative to the use of polymers in sludge conditioning towards achieving a more sustainable sludge management strategy.  相似文献   

10.
为探究液相还原法制备的纳米Fe/Co催化剂的类芬顿催化效果,以单因素分析法研究了pH、OTC(土霉素)初始质量浓度、H2O2摩尔浓度和催化剂用量对纳米Fe/Co催化剂催化性能的影响,并通过SEM(扫描电子显微镜)和BET(比表面积测试仪)对纳米Fe/Co催化剂进行表征,进一步研究了纳米Fe/Co催化剂对OTC模拟废水的催化降解效果.结果表明:①纳米Fe/Co催化剂可以有效地改善催化体系的pH使用范围,在pH为3.0~11.0范围内,纳米Fe/Co催化剂对浓度为100 mg/L OTC的去除率(94.0%)高于纳米Fe催化剂(85.0%);低浓度OTC有利于提高污染物的去除率,而高浓度的OTC有利于提高反应速率;H2O2摩尔浓度为200 mmol/L时,纳米Fe/Co催化剂对OTC的去除率最高(93.8%);纳米Fe/Co催化剂用量为6 g/L时,其对OTC的去除率最高(92.8%).②纳米Fe/Co催化剂粒径为20~30 nm,比表面积较高,为121.3 m2/g.③纳米Fe/Co催化剂在重复利用13次后OTC去除率仍在50.0%以上,其重复利用性能良好.研究显示,纳米Fe/Co催化剂对OTC废水具有较好的催化性能、重复利用性能以及较宽的pH使用范围,可为含抗生素废水处理提供理论支撑.   相似文献   

11.
电-Fenton技术因原位电化学合成H2O2、电循环Fe2+/Fe3+而在水处理领域备受关注.阴极2电子氧还原(ORR)电合成H2O2反应决定着·OH形成速率及产量.本文首先从阴极电合成H2O2全过程角度阐明了阴极积累H2O2的原理,随后分别总结了近年来在电-Fenton体系强化2电子ORR前驱体氧传质策略、提高2电子ORR电合成H2O2的反应活性/选择性方法、减小/抑制H2O2无效分解的途径.在此基础上,进一步总结了电-Fenton技术在环境中的应用,最后对电-Fenton的发展趋势进行了阐述.  相似文献   

12.
The massive amount of sludge generated by the classic Fenton process, which has often been hypothesized to consist of ferric hydroxide, remains a major obstacle to its large-scale application. Therefore, reutilization of Fenton sludge has recently gained more attention.Understanding the formation, transformation, and properties of Fenton sludge combined with the stages of the Fenton reaction is pivotal, but not well illustrated yet. In this study,SEM-EDS, FT-IR, XRD, and XPS were applied to study the morphology, crystallinity,elemental composition, and valence state of Fenton sludge. The authors report that schwertmannite and 2-line ferrihydrite were generated and transformed in the oxidation phase and the neutralization phase of the Fenton process. SO_4~(2-) in the solution decreased by8.7%–26.0% at different molar ratios of Fe(II) to H_2 O_2; meanwhile, iron ion precipitated completely at pH 3.70 with the formation of schwertmannite containing sulfate groups in the Fenton sludge. The structural sulfate(Fe-SO_4) in schwertmannite was released from the precipitate with the addition of OH-, and the production of Fenton sludge decreased with increasing pH when pH 3.70. Goethite was found to form when the final p H was adjusted to 12 or at a reaction temperature of 80°C. Moreover, the possible thermal transformation to goethite and hematite indicated that Fenton sludge can be reused as a raw material for synthesizing more stable iron(hydro)oxides. The results provide useful insights into the formation and transformation of Fenton sludge, with implications for regulating the crystal type of Fenton sludge for further reuse.  相似文献   

13.
徐冬莹  余静  郝旗  杨迎春  方淑红 《环境科学》2022,43(5):2650-2661
为制备易固液分离和稳定性好的高效非均相类Fenton催化剂,利用正硅酸乙酯水解对Mn0.6Zn0.4Fe2O4磁性纳米颗粒(SF-MNPs)进行功能化修饰,制备得到Mn0.6Zn0.4Fe2O4@SiO2(MZF@SiO2)磁性纳米复合物催化剂,采用透射电镜、 X射线光电子能谱和振动样品磁强计等对MZF@SiO2进行了表征,以难生物降解偶氮染料亚甲基蓝(MB)为目标污染物,考察了不同初始pH对MZF@SiO2催化效能的影响,在近中性条件下(pH=6.5)研究了H2O2用量、 MZF@SiO2投加量和温度等对MB去除率的影响,及MZF@SiO2的稳定性和循环使用性能,推测了催化反应机制.结果表明,无定形SiO2将SF-M...  相似文献   

14.
采集了广州具有代表性的市政污泥,利用热重法对单一污泥、煤及其混合样品在CO_2/O_2及N_2/O_2气氛条件下进行了TG(热重)实验,同时计算了污泥和煤的4个燃烧特性指数,获得了燃烧的动力学参数.实验结果表明,污泥燃烧有4个燃烧阶段,包括水分析出、挥发分析出与燃烧、固定碳的燃烧和无机盐类挥发分解,其中,挥发分析出与燃烧是污泥燃烧的主要阶段;煤掺烧污泥可以提高煤的着火性能.在CO_2/O_2及N_2/O_2燃烧气氛下,增加O_2浓度,污泥与煤混合样的热重曲线整体向低温区移动,微商热重曲线峰值增大,峰宽变小,燃烧性能增强.在CO_2/O_2气氛下,O_2浓度从30%增加到60%时,污泥的挥发分释放特性指数D、可燃性指数C、燃尽指数Cb、综合燃烧特性指数S分别增加了45%、12%、18%、6%.相同O_2浓度条件下,污泥与煤在CO_2/O_2气氛下的着火性能较N_2/O_2气氛滞后,最大峰值变小,高浓度的CO_2抑制其混合样的燃烧.采用Coats-Redfern方程计算得到3个燃烧阶段反应的动力学参数,其中,增加O_2浓度,污泥与煤混合样品的质量平均表观反应活化能Em减小,并且O_2浓度越高越有利于燃烧反应的进行.污泥与煤混合燃烧取n=2可以对挥发分燃烧与固定碳燃尽峰峰前与峰后的反应模型进行描述.  相似文献   

15.
采用水热合成法制备Cu-Al2O3-g-C3N4类芬顿催化剂,以扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、电子自旋共振(EPR)、拉曼光谱(Raman)对所制备的催化剂及反应过程进行表征.以染料亚甲基蓝(MB)和罗丹明B(Rh-B)及小分子有机物2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)、双酚A(BPA)和苯妥英(PHT)为目标污染物,研究催化剂在初始pH=7条件下的类芬顿催化活性.同时,探讨Cu掺杂量和有机物配体g-C3N4掺杂量对体系催化性能的影响,并验证晶格氧诱发与有机配体络合两种方式对催化剂活性和稳定性提高产生的影响.DMPO-EPR自由基测定实验及Raman光谱监测催化反应过程验证表明:Cu的晶格氧掺杂诱发了靠近铜晶格O2·-的富电子Cu中心,以及靠近铝晶格O2·-的缺电子Al中心;引入的g-C3N4以阳离子π作用形式通过σ-型Cu—O—C键桥将π体系上的电子转移至Cu,形成一个新的缺电子π中心.在H2O2存在的情况下,富电子Cu中心将电子传递给H2O2,使其被还原为·OH;同时,体系中H2O的电子被缺电子中心剥夺,进而氧化为·OH.羟基自由基转化率TOFs值的进一步计算结果表明,Cu-Al2O3-g-C3N4体系中TOF值为0.516 s-1,是传统均相芬顿体系TOF值(1.53×10-2 s-1)的33倍以上.  相似文献   

16.
为进一步优化微波-过氧化氢-碱(MW-H2O2-OH)预处理污泥的水解酸化操作参数,在前期单因素试验研究的基础上,采用3因素3水平的响应面分析法,建立了水解温度、水解酸化时间和蛋白酶投加量分别对总VFA浓度和SCOD浓度影响的回归模型,并进行了碳源组成及其可利用性的评估.结果表明,模型极显著,拟合度、可信度和精确度高,数据合理,试验误差小.通过对回归模型的求解及综合考虑,得到优化的工艺条件为水解温度53.13℃、水解酸化时间4 d、蛋白酶投加量30.14 mg·g-1(蛋白酶/总固体浓度(TS),下同).验证结果表明,总VFA浓度和SCOD浓度的相对误差均在3%以内,说明该模型能很好地优化微波-过氧化氢-碱预处理后污泥的水解酸化操作条件和预测总VFA浓度和SCOD浓度.在碳源组成方面,优化工艺条件下SCOD占TCOD(混合液总COD)的44.56%,总VFA、溶解性蛋白质、溶解性糖类分别占SCOD的66.42%、19.34%和6.89%,碳源以总VFA为主,其中,VFA以乙酸(35.11%)、异戊酸(20.14%)、正丁酸(19.94%)、丙酸(16.90%)为主.三维荧光光谱的分析结果表明,污泥上清液中以溶解性微生物产物类酪氨酸和类色氨酸为主.优化组的污泥上清液作为碳源时的反硝化速率(0.184g·g-1·d-1,以每g VSS每天反硝化的NO-3-N量(g)计,下同)远远高于未优化组(0.065 g·g-1·d-1),碳源可利用性介于甲醇和乙酸钠之间,碳源可利用性较好.  相似文献   

17.
采用化学共沉淀法,以聚乙烯亚胺(PEI)为改性剂,制备了聚乙烯亚胺改性的纳米四氧化三铁复合材料(Fe3O4/PEI).Zeta电位、透射电镜和FTIR表征结果显示,PEI修饰提高了纳米Fe3O4在水中的分散性和稳定性,同时也增强了其表面正电荷,从而提高了Fe3O4对水中磷酸根的去除能力.在磷酸根初始浓度为50 mg·L~(-1),Fe3O4/PEI投加量为200 mg,p H=3,温度为25℃的条件下,Fe3O4/PEI对100 m L磷酸根的吸附去除率达到91%.吸附过程在3 h内达到平衡.吸附等温数据表明,该吸附过程符合Langmuir吸附等温方程,可决系数R2达到0.99,最大吸附量为29.88 mg·L~(-1).Fe3O4/PEI复合材料重复利用性好,在第5次吸附-解析后还能保持对磷酸根75%以上的吸附去除率.磷的解析效率随着p H增加而增加,在p H=13时,解析效率达到65%.  相似文献   

18.
Sulfur poisoning of V_2O_5/BaSO_4–TiO_2(VBT),V_2O_5/WO_3–TiO_2(VWT) and V_2O_5/BaSO_4–WO_3–TiO_2(VBWT) catalysts was performed in wet air at 350℃ for 3 hr,and activities for the selective catalytic reduction of NO_x with NH_3 were evaluated for 200–500℃.The VBT catalyst showed higher NO_x conversions after sulfur poisoning than the other two catalysts.The introduction of barium sulfate contributed to strong acid sites for the as-received catalyst,and eliminated the redox cycle of active vanadium oxide to some extent,which resulted in a certain loss of activity.Readily decomposable sulfate species formed on VBT-S instead of inactive sulfates on VWT-S.These decomposable sulfates increased the number of strong acid sites significantly.Some sulfate species escaped during catalyst preparation and barium sulfate was reproduced during sulfur poisoning,which protects vanadia from sulfur oxide attachment to a great extent.Consequently,the VBT catalyst exhibited the best resistance to sulfur poisoning.  相似文献   

19.
采用水热法制备CoFe2O4作为催化剂,降解氨基三亚甲基膦(NTMP),并通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等表征方法对催化剂的结构、形貌进行表征.同时,系统研究了不同pH、过硫酸盐浓度、NTMP浓度、共存离子等因素对其催化过硫酸盐氧化降解有机磷的 影响.结果表明,本研究成功合成了CoFe2O4催化剂.NTMP降解率随着催化剂投加量、过硫酸氢钾(PMS)浓度的增加而增大,随着初始NTMP浓度的增加而减小.弱酸性条件有利于反应活化PMS降解NTMP,而中性或碱性条件都会减缓催化反应的进行.CoFe2O4/PMS体系对NTMP的降解率最多达90.3%.不同阴离子对催化反应的影响不同,溶液中NO3 、SO42-对反应的抑制作用不明显,Cl-会对反应产生轻微的抑制作用,而HCO3-的出现大大抑制了催化剂的催化性能.催化剂具有良好的稳定性,5次循环后仍能在30 min之内降解86.0%的NTMP.此外,捕获实验和EPR测试结果表明,CoFe2O4/PMS 催化体系中活性物种分别为SO4·-、·OH和1O2 .  相似文献   

20.
可见光均相氧化法降解吖啶橙染料的特性   总被引:6,自引:0,他引:6  
一种难降解的染料吖啶橙 (AO)在可见光照射下的 photo-Fenton降解实验结果表明 ,在三价铁离子和双氧水存在下吖啶橙可以被降解 ,且可见光可以极大地加快降解的速度 .另外 ,还对降解过程中的 pH、Fe2+以及草酸盐和表面活性剂对降解速度的影响进行了研究 ,发现草酸盐的加入降低了降解速度而表面活性剂十二烷基苯磺酸钠 (DBS)提高了降解的速度 .  相似文献   

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