磁改性海泡石催化过二硫酸盐降解双酚A

为有效去除水中内分泌干扰物,采用共沉淀法合成海泡石负载纳米Fe_3O_4催化剂,催化过二硫酸盐去除水中双酚A(BPA).通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、氮气吸脱附仪等对催化剂进行表征,考察不同温度和溶液pH对催化剂吸附性能的影响,研究催化剂和过硫酸盐投量对BPA去除效果的影响.结果表明,高比表面积的催化剂可对BPA有效吸附,平衡吸附量随着温度升高而降低,室温下可达11.6 mg/g.当催化剂投量为2 g/L、过硫酸钾(PDS)投量为4 000 mg/L、溶液pH为5时,体系可在20 min内完全降解30 mg/L的BPA.催化剂可通过外加磁场进行回收,且重复使用5次之后,60 min降解率仅下降了2.7%.机理推断认为体系内BPA的降解过程由吸附-氧化耦合反应实现,被吸附的BPA分子可在催化剂表面被生成的自由基原位降解.本研究首次将磁改性海泡石作为催化过硫酸盐的高级氧化体系催化剂使用,并认为吸附-氧化耦合式的降解途径可以有效提高自由基利用率,为去除水中痕量有机污染物的催化氧化体系设计提供了新的思路和方向.     

铜非均相催化过硫酸盐降解废水

在酸化后的活性炭上负载氧化铜制备CuO/AC催化剂,采用XRD对催化剂的组成进行表征,并在非均相体系中催化过硫酸盐降解活性艳蓝废水。通过控制变量法探索各影响因素对降解效率的影响,确定反应体系的最佳条件,并验证了反应体系中的自由基。室温时,当CuO/AC催化剂投加量为0.9g/L、K_2S_2O_8投加量为0.7g/L,在溶液初始pH的条件下处理活性艳蓝3.5h时,脱色率达到90%;升高温度有利于活性艳蓝的脱色,70℃时活性艳蓝的脱色率接近100%。结果表明,CuO/AC催化剂可活化过硫酸盐降解废水,提高其降解效率。     

紫外激活过硫酸盐降解水中双氯芬酸钠

为解决传统工艺难以有效去除水中有机污染物的问题,采用紫外激活过硫酸盐工艺去除水中典型PPCPs类物质双氯芬酸钠,考察双氯芬酸钠初始质量浓度、过硫酸盐(PS)投加量、溶液pH、阴离子质量浓度和腐殖酸(HA)投加量多种因素对紫外(UV)激活PS去除双氯芬酸钠的影响,并分析反应后中间产物可能的降解路径.结果表明:该工艺降解双氯芬酸钠与准一级动力学模型相符(R~2≥0.95),准一级反应速率常数随双氯芬酸钠初始质量浓度增加而减小,但随PS投加量的增加双氯芬酸钠的降解速率快速增大.不同的pH环境对双氯芬酸钠的降解有一定影响,溶液pH从酸性到碱性的过程中,反应速率常数的总体趋势增大.溶液中的阴离子会对系统降解双氯芬酸钠产生影响,碳酸氢根离子总体呈促进作用,氯离子呈抑制作用.HA的存在对系统去除双氯芬酸钠有较强抑制作用.SO_4~-·可能与双氯芬酸钠分子发生去羧基、去羟基等反应,主要生成N-苯基-2,6-二氯苯胺、1-(2,6-二氯苯基)-2吲哚酮、2-二氢吲哚酮及醛类物质等中间产物.     

碳纳米管活化过硫酸盐降解污染物的研究进展

概述了碳纳米管（CNT）活化过硫酸盐降解水中污染物的研究进展。从N原子掺杂、含氧官能团调控、缺陷程度调控、与金属复合等方面系统总结了CNT材料激活过一硫酸盐（PMS）和过二硫酸盐（PDS）降解有机污染物的性能及其构-效关系,针对CNT材料循环稳定性不佳的问题,提出了可能的原因和再生方法,并详细讨论了CNT材料去除有机污染物的可能反应机理和鉴别方法,最后提出了CNT材料在环境修复领域的应用潜力和未来研究方向。     

电化学/过硫酸盐耦合体系降解水中有机药物卡马西平

采用电化学/过硫酸盐耦合体系（E-PS过程）降解水中的有机药物卡马西平（CBZ）。实验采用了分批模式进行,研究了温度、过硫酸钠浓度、初始pH值、电压等因素对E-PS过程降解CBZ的影响。反应100 min后,单独过硫酸钠、电解和E-PS过程对卡马西平的降解率分别为25.5%、59.3%、78.1%,TOC去除率分别为8.25%、23.48%、26.68%。升高温度可以有效提高CBZ的降解率。反应100 min后,在288 K,CBZ降解率为60.2%;在298 K,CBZ降解率达到78.1%;而在308 K,CBZ降解率为90.1%。CBZ的降解率随着过硫酸盐浓度的增加而提高。当过硫酸盐浓度为40 g/L时,反应100 min,CBZ降解率达94.7%。初始pH值对CBZ降解率的影响为pH 3.0 >pH 5.0 >pH 7.0;电压对CBZ降解率的影响为6 V >5 V >4 V。     

热激活过硫酸盐降解水中典型氟喹诺酮抗生素分析

近年来水体中残留的氟喹诺酮类抗生素已经引起了研究者的关注,采用基于热激活生成硫酸根自由基的方式氧化降解水中的典型氟喹诺酮抗生素环丙沙星,研究了温度、过硫酸盐浓度、p H及水中常见离子等影响因子对反应的影响。研究发现在拟一级动力学氧化模型的基础上,建立的二级反应动力学模型具有较好的相关性。随着初始过硫酸钠浓度及反应温度的升高,环丙沙星的降解速率得到升高,而随着反应p H的变化则呈现相反作用,研究得出该反应活化能为(105.25±14.43)k J/mol。水中的Cl-在低浓度时具有抑制作用,在较高浓度的时候具有促进作用,NO3-及PO43-在较高的浓度下会对反应产生抑制作用,而CO32-则在0.01 mol/L的浓度下起到了较大抑制作用。     

光还原铁离子活化过硫酸盐系统去除水中碘海醇

过渡金属Fe2+是最经济有效且环境友好的PS活化物质,但是Fe2+易于被氧化而失去活化能力导致Fe2+/PS体系持续效果较差。为了提高Fe2+活化PS氧化降解有机污染物的效率,本论文将医学上常用的碘化X射线显影剂（ICM）的典型代表碘海醇（Iohexol）作为目标污染物,研究其在UV/PS、Fe(C2O4)33-/PS、UV/Fe(C2O4)33-/PS和Fe2+/PS 4种高级氧化体系中的降解,考查Fe(C2O4 )33-浓度、紫外光强和pH对UV/Fe(C2O4)33-/PS体系中碘海醇降解和PS活化分解的影响,并且分析体系中Fe2+浓度变化及其转化率。结果表明：4种高级氧化体系中碘海醇的氧化分解率分别为：83.8%、7.0%、98.8%、69.9%,其中,UV/Fe(C2O4 )33-/PS体系能够通过紫外光促进铁离子还原,溶液中对PS起活化作用的Fe2+逐渐释出,对碘海醇的降解最为高效彻底。随着Fe(C2O4 )33-浓度的增加,UV/Fe(C2O4 )33-/PS体系中PS的分解率不断增加,而碘海醇的降解率却先增加后减少。4种不同初始Fe(C2O4 )33-浓度下（20 μM、50 μM、100 μM、200 μM）,碘海醇降解速率依次为：100 μM ＞ 200 μM ＞ 50 μM ＞ 20 μM。在UV/Fe(C2O4 )33-/PS体系中,Fe2+浓度均是先快速增加后缓慢下降,碘海醇的降解率、PS的分解率以及Fe2+的最高转化率均与光强正相关,与pH负相关。因此,利用紫外光还原铁离子能够极大的提高提高Fe2+活化PS效率,且体系对于光强、pH等影响因素有较强的适应能力,在水处理高级氧化领域的具有较大的应用前景。     

纳米铁系双金属复合材料还原水中硝酸盐氮

利用液相还原法分别制备了纳米Fe0、纳米Fe/Ni及Fe/Cu粒子,并在无氧条件下将其应用于水中硝酸盐污染物的去除研究,分别考察了负载量、硝酸盐初始浓度等条件对硝酸盐去除速率的影响,并对三种纳米材料还原硝酸盐的产物及反应机理进行了分析和讨论。实验结果表明,铜负载量为5.0%的纳米Fe/Cu粒子(投加量为1.5 g/L)在20 min内对硝酸盐的去除率接近100%,反应过程中有大量亚硝酸盐产生,但随着反应的进行又逐渐消失,反应的最终产物主要为氨氮,占体系总氮的75%,另有25%的氮损失;在纳米Fe0与Fe/Ni粒子还原硝酸盐产物中,氨氮的转化率均为95%以上。纳米Fe/Cu粒子对产物的选择性优于Fe0和Fe/Ni粒子。     

官能团改性CNT增强过硫酸盐活化降解染料AO7

为了提升碳纳米管对过硫酸盐的催化活性,通过化学处理分别得到表面氨基化、羟基化和羧基化改性的碳纳米管材料(CNT-NH₂、CNT-OH、CNT-COOH)。采用SEM和XPS对材料结构进行了表征,并测试了其激活过硫酸盐(PDS)降解偶氮染料酸性橙(AO7)的性能。结果表明：氨基和羟基改性能够显著增强CNT的催化活性,其中,CNT-NH₂在60 min内能够降解超过95%的AO7溶液(0.1 mmol/L,100 mL),反应速率远高于原始CNT以及CNT-OH和CNT-COOH,这是由于氨基改性提高了CNT表面的正电性,从而促进PDS和AO7在CNT-NH₂上的吸附和反应;机理研究表明,非自由基电子转移是CNT-NH₂/PDS体系的主要氧化途径,因此,该催化体系在pH值为3～11的范围内保持稳定的催化活性且对于实际水体具有较好的适应能力。     

硫化纳米零价铁活化过二硫酸盐降解废水中四环素

硫化零价铁(S-nZVI)因其电子传递效率高、选择性好,近年来在水处理领域应用广泛。将硫化零价铁与高级氧化技术结合,可发挥材料优异的催化性能,实现对污染物的高效降解。论文以硫脲为硫源制备高活性硫化纳米零价铁,构建S-nZVI活化过二硫酸盐(PDS)高级氧化体系实现对四环素的高效降解。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、X射线光电子能谱仪(XPS)等表征方法对S-nZVI的组成结构和表面形貌进行分析,考察硫铁摩尔比(S/Fe)、硫化时间、S-nZVI投加量、PDS浓度、溶液初始pH和共存离子对TC降解的影响作用,通过活性物种淬灭实验和电子顺磁共振实验（EPR）探究自由基和非自由基活性物质对TC的降解作用,利用液相色谱-质谱联用(LC-MS)分析TC降解的可能路径。试验结果表明：纳米零价铁(nZVI)经硫化改性后,比表面积增大,铁(Fe)和硫(S)均匀地分布在材料表面;S/Fe对TC降解的影响作用较小,TC降解率与S-nZVI投加量和PDS浓度呈正相关,但随着硫化时间升高呈现降低趋势;S-nZVI/PDS体系在较宽pH范围内(pH=5~9)均具有较优的TC降解效果;反应溶液中存在不同阴离子时,TC降解率受到不同程度抑制作用,其中HCO3-抑制作用最为显著;当S/Fe为0.028、硫化时间为2 h、S-nZVI投加量为1 g/L、PDS浓度为2 mmol/L,不调节初始溶液pH时,反应120 min后TC降解率可达94.6%;S-nZVI/PDS体系的活性物种除常见自由基(SO4?-和HO?)外,还包括非自由基活性物质Fe(IV),但Fe(IV)对TC的降解作用较小;TC降解的可能路径主要是通过特定官能团裂解和开环反应进行,最终氧化降解成CO2和H2O。     

水溶性阴离子偶氮染料的非均相Fenton氧化降解性能的QSPR研究

为了更好地理解偶氮染料结构与降解性能之间的关系,将改性聚丙烯腈(PAN)纤维铁配合物作为非均相Fenton反应催化剂应用于28种典型水溶性阴离子偶氮染料氧化降解反应中,使用多元线性回归方法分别考察了其分子结构与脱色率和总有机碳(TOC)去除率之间的定量关系,并使用所建立的QSPR(结构与性能之间的定量关系)模型方程预测了同类染料的降解性能.结果表明,改性PAN纤维铁配合物存在时不同结构偶氮染料均能够发生氧化脱色和矿化反应.染料分子量与分子中磺酸基数目的比值(MW/S)、分子中偶氮基数目、芳香环数目和无机性值与有机性值的比值等4个分子结构描述符与其脱色率或TOC去除率之间存在着较好的线性相关性.其中MW/S值和偶氮基数目是染料脱色率的显著影响因素,并且与其呈负相关性.而偶氮基数目和芳香环数目则是TOC去除率的显著影响因素,分别与其呈负相关性和正相关性.所建立的QSPR模型方程具有良好的稳健性,用于同类染料脱色率和TOC去除率预测的相对误差以及预测值和实验值的相关系数都是可接受的.     

禁用偶氮染料的中间体及其毒性

在综述了禁用偶氮染料的致癌机理和一般特点的基础上,分析了禁用偶氮染料芳香胺中间体的结构与毒性的关系.研究表明:芳香胺的致癌活性与其分子结构有直接的联系,主要受到电子诱导效应、共轭效应和卤素取代效应的影响;此外,偶氮染料的致癌活性还与其本身的分子结构和性质有关.     

羊毛铁配合物催化剂的制备及其在酸性黑234氧化降解反应中的应用

使用羊毛纤维与三氯化铁反应在室温条件下制备了羊毛纤维铁（Wool-Fe）配合物,并使用FT-IR 和SEM对其进行了表征。然后将其作为非均相光催化剂应用于偶氮染料的氧化降解反应中,分别考察了催化剂用量、催化剂中铁离子含量（CFe-wool）、辐射光强度、pH值和染料结构等因素对脱色率的影响,并应用紫外可见光谱法对染料的氧化降解反应进行了分析。结果表明,羊毛纤维与铁离子发生了配位反应,提高反应温度或溶液中铁离子浓度能够制备高CFe-Wool的Wool-Fe催化剂。催化剂用量及其CFe-wool的增加都会促进偶氮染料的降解反应。Wool-Fe催化剂在pH≤6.0溶液中显示出较高的催化活性,而在碱性介质中活性有所降低。在Wool-Fe催化剂存在下偶氮染料的降解反应属于假一级动力学反应,催化剂的CFe-wool和辐射光强度的增加有利于提高偶氮染料的降解反应速率常数,在相同的反应条件下活性染料比酸性染料更容易发生氧化降解反应。     

纳米TiO2/矿物复合光催化降解染料废水研究

直接热舍Fe2O3制备纳米TiO2／高岭石复合光催化材料。用XRD、FYIR、Raman技术对材料的晶体结构和分子结构进行表征分析。偶氮染料废水初始浓度40mg／L，催化剂添加量2g／100mL废水，废水初始pH=4，紫外光和太阳光下6h后偶氮废水降解脱色率分别为98．4％和62．5％。     

氧化还原介体对偶氮染料厌氧脱色的影响

在35℃温厌氧条件下,采用间歇批量实验法,通过测定不同体系中酸性橙Ⅱ(AO7)脱色情况,研究了氧化还原介体2-磺酸钠蒽醌(AQS)、2,6-二磺酸钠蒽醌(AQDS)、对苯醌(BQ)、核黄素(VB2)和硫堇(Thio)对厌氧脱色体系的影响.结果表明,QDS与AQS对染料降解的促进效果最佳,反应速率常数分别提高了199%和760%,BQ的反应速率常数仅提高了14.1%;当氧化还原介体投加浓度为0.1 m mol.L-1时,促进作用由大到小的排列顺序为:AQDS>AQS>VB2>Thio>BQ.促进效果因介体氧化还原电位、浓度、微生物种群结构的不同而有所差异.     

电化学氧化与还原联合处理偶氮染料废水的效能

以Sb掺杂Ti/SnO2电极为阳极,铝板为阴极,设计了一种电化学氧化与电化学还原联合作用反应器.以浓度为100mg/L甲基橙模拟废水为研究对象,探究了电化学氧化与电化学还原联合作用的处理效能,并运用紫外-可见吸收光谱初步探究了甲基橙的降解机理.结果表明:在电流密度为20 mA/cm2、电解质浓度为0.10mol/L条件下,先电化学还原反应60 min再电化学氧化60 min联合处理甲基橙模拟废水,甲基橙的脱色率为94%,COD去除率为85%,处理能耗为0.21k Wh/g(COD).降解前后的紫外-可见吸收光谱的变化表明,电化学联合作用先使甲基橙的偶氮键断裂,然后破坏其苯环共轭体系,从而使甲基橙降解.     

助剂对乙醇一步法合成乙酸乙酯反应用Cu/SiO_2催化剂性能的影响

以金属氧化物ZrO2和Al2O3为助剂修饰Cu/SiO2催化剂,并考察其在乙醇一步法合成乙酸乙酯反应中对催化剂性能的影响.催化反应活性评价结果表明,以ZrO2为助剂的催化剂性能最佳.TPR和NH3-TPD结果表明,助剂ZrO2的加入不仅有利于提高铜的分散度和减小铜的粒径,还能为催化剂表面提供适量的酸中心.高分散的Cu0和适量的酸中心之间的配合作用是催化反应的关键.     

UV/TiO2 and UV/TiO2-film for Degradation of Textile Dyes

Wastewaters fromtextile and dyeingindustries are highly colored by various non-biodegradable dyes whichcause serious environ-mental problems[1].The effluents of the wastewater introduced not only color but alsotoxicityinto aquatic system.The conventionalt…     

软铋矿铁酸铋活化过一硫酸盐降解环丙沙星机理及产物研究

运用共沉淀-低温水热技术制备软铋矿铁酸铋（S-BFO）,构建S-BFO非均相活化过一硫酸盐（PMS）降解环丙沙星（CIP）体系。考察了氧化剂浓度、初始pH、催化剂投加量等关键因素对体系的影响,并模拟天然水体,探究了S-BFO/PMS体系稳定性。实验结果表明：在初始pH、25℃条件下,加入0.675 mmol/L PMS,1000 mg/L的催化剂,初始浓度为5.0 mg/L的CIP经反应60 min后去除率为84.8%。通过活性物质淬灭实验结果,发现体系中对目标有机污染物起主要降解作用的活性物质是单线态氧（1O2）,而不是硫酸根自由基（·SO4-）和羟基自由基（·OH）。通过LC/MS/MS技术检测到了9种CIP降解过程中的主要中间产物,并确定了CIP通过羟基加成反应（路径I）及脱羧反应（路径II）被氧化去除的降解路径。