硼/Fe0/H2O2体系对高盐废水中有机污染物的去除

传统Fenton氧化法对高盐废水中有机污染物的处理效果不理想。为提高高盐废水中有机污染物的处理效果，在传统Fenton法基础上选用廉价、安全易得的Fe⁰代替Fe²⁺参与反应，并创新性地加入硼(B)作为还原剂，以促进Fenton体系对高盐废水中有机污染物(柠檬黄)的降解。结果表明，B/Fe⁰/H₂O₂体系对高盐废水中柠檬黄有着很好的去除效果，在盐(Na₂SO₄)浓度为0.2 mol/L、反应60 min时，柠檬黄的最终降解率达到100%,B、Fe⁰以及H₂O₂的最佳投加量分别为0.2 g/L、0.02 g/L和1 mmol/L。B/Fe⁰/H₂O₂体系对盐(Na₂SO₄)浓度在0～0.4 mol/L的废水都有着很好的柠檬黄降解率，且在废水中含有其他不同阴离子组合时...     

非均相Fenton催化剂催化机理及性能提升策略综述

非均相Fenton催化剂与过氧化氢反应可以产生高活性氧物种，具有对污染物降解速度快、催化剂易回收、适用pH范围广等优点，在去除有机污染物方面有广泛的应用前景。基于对以往研究的综合调查，综述了非均相Fenton催化剂在催化反应过程中涉及的主要机理，包括正负电中心类原电池机理、加速电子转移催化机理和氧空位作用机制，总结了近年来非均相Fenton工艺在动力学建模方面的最新研究，之后针对现有非均相Fenton催化体系中Fe²⁺生成速率低、过氧化氢利用率低、催化剂稳定性差等瓶颈问题，分别从掺杂元素、改变催化剂结构、引入外部能量3个方面总结了提升非均相Fenton催化剂催化性能的策略方法，最后，指出了未来非均相Fenton催化剂的研究方向。     

UV-Fenton工艺的研究进展及其在水环境微污染处理领域的应用

近年来，水环境中的新型难降解污染物受到广泛关注，催生了该领域大量降解、还原及吸附等处理技术的相关研究，尤其是基于强氧化性自由基的高级氧化法(AOPs),典型工艺就是Fenton法。但在传统Fenton氧化体系中，H₂O₂的利用效率较低，铁泥产量高，且pH限制范围较窄，影响了Fenton反应的整体降解效果及应用。因此，引入了紫外光以提高H₂O₂的分解效率，即UV-Fenton体系，较传统Fenton可以有效减少Fe²⁺用量，促进Fe³⁺向Fe²⁺的转化，加速H₂O₂分解，并提高H₂O₂利用率，进而使有机物矿化更彻底。文章详细对比了传统Fenton与UV-Fenton工艺，介绍UV-Fenton工艺的反应原理，并讨论其影响因素(例如光照强度、Fe²⁺和H₂O₂用量等),同时，文章总结了U...     

MOFs及其衍生物在非均相Fenton催化中应用的研究进展

非均相Fenton氧化技术作为高级氧化工艺（AOP）的一种,能够有效解决传统Fenton技术适用pH范围窄、易产生铁污泥、催化剂难回收等问题,但其反应活性受催化剂材料限制。本文介绍了近几年金属有机骨架（MOFs）及其衍生物在非均相Fenton技术中的应用成果,分析了MOFs及其衍生物比表面积大、活性位点丰富、易于结构调控等优点在改善非均相Fenton技术活性位点不足、Fe²⁺/Fe³⁺循环效率低、传质效率差等问题时所发挥的作用,综述了对MOFs进行改性设计以获得高活性催化剂的研究进展,总结了当前应用MOFs作为催化剂材料仍存在的缺陷。未来MOFs催化剂的研究应集中在高活性改性设计及商业化应用这两方面。     

Fenton法降解吡虫啉与纯Fenton反应过程的对比研究

考察了反应条件对 Fenton法降解吡虫啉的影响,并对分别发生在纯水和吡虫啉溶液的两种Fenton体系进行了过程参数研究。结果表明,在初始 pH 为 3、H₂O₂用量为 4.9 mmol/L、Fe²⁺用量为 2.24 mmol/L、温度为 20 °C、反应时间为 2 h时,Fenton对 100 mg/L吡虫啉的去除率可接近70%。在初始 pH为 3、5时,两体系 pH都随反应的进行而逐渐降低,且吡虫啉 Fenton 体系的 pH 相对降低更多。相比于纯水 Fenton 体系,吡虫啉 Fenton 体系在反应过程中含有更高的 Fe²⁺浓度和 Fe²⁺/Fe³⁺比值,可能是因为吡虫啉降解的中间产物将部分 Fe³⁺还原成了 Fe²⁺。ORP 可以有效地反映Fenton 反应的进程。     

电芬顿降解抗生素废水研究进展

电芬顿技术因其对污染物降解率高而受到关注，可用于降解含抗生素废水，但仍然存在很多不足之处。研究人员从选择或制备成本适宜、性能良好的阳极，增加阴极比表面积和提高H₂O₂产量，拓宽反应的p H范围，探究不同污染物的最适电解质，制备或添加助催化剂促进Fe²⁺再生，调节运行方式减少H₂O₂无效分解、降低电能消耗、使电芬顿技术与微生物处理联合应用降低成本等方面进行了改进，为实际应用于含抗生素废水的处理提供了参考。     

双膜强化类Fenton工艺处理制浆废水的研究

类Fenton工艺又称非均相Fenton工艺,主要用于降解废水COD,可避免传统Fenton工艺产生的铁泥问题,但双氧水利用率尚有待提高。采用1个陶瓷膜分布H₂O₂,另1个陶瓷膜分离催化剂,构成双膜促进的非均相Fenton新工艺,考察了不同催化剂对制浆废水中COD的降解效果,优化了H₂O₂进料速率和反应渗透通量,分析了催化剂的稳定性和陶瓷膜污染情况。结果表明,自制立方体结构的Cu₂O对制浆废水中COD降解效果最佳,当Cu₂O添加量为1 g·L^-1,H₂O₂加入量为0.8 ml·L^-1,反应温度为30℃,反应渗透通量为137 L·m^-2·h^-1时,RO（Ⅰ）～RO（Ⅳ）4种废水的COD降解量分别为11、130、291和417 mg·L^-1,H₂O₂的利用率分别为9%、106%、232%、334%,H₂O₂利用率大于100%的主要原因是废水中大量的氯离子与铜催化剂作用产生氯自由基参与了降解反应,COD降解量与Cl-含量呈现线性关系,并且COD降解率随膜渗透通量的减小而增大。360 min的连续运行表明陶瓷膜分布器在非均相Fenton反应过程中会形成可逆滤饼层,膜污染较小,COD降解率稳定保持在65%以上。随着制浆废水中盐浓度的增大,Cu₂O催化剂稳定性变差,Cu离子的溶出量增大。陶瓷膜可以强化非均相Fenton工艺处理制浆废水效果,提高双氧水的利用率和连续运行的稳定性。     

改性活性炭催化过硫酸盐处理甲基橙废水

为获得低成本、高效率的偶氮染料废水处理方法,采用改性活性炭催化过硫酸盐(PS)氧化降解甲基橙染料废水。通过单因素实验分别研究改性活性炭、PS及Fe²⁺浓度对甲基橙降解的影响,降解过程遵循拟一级动力学模型,反应速率常数为0.0757~1.7178 min^-1。采用Box-BehnkenDesign响应面研究各因素及其交互作用对甲基橙降解的影响,各因素贡献排序为:催化剂投加量>PS浓度>Fe²⁺浓度,最佳反应条件:催化剂投加量为0.73 g/L、PS浓度为2.0 mmol/L、Fe²⁺浓度为1.08 mol/L。对改性活性炭催化PS氧化降解甲基橙染料废水的机理进行探究,电子顺磁共振波谱实验表明降解体系中存在羟基自由基和硫酸根自由基,自由基猝灭实验表明改性活性炭表面的羟基自由基在甲基橙降解过程中起重要作用。     

SrFe0.6Co0.4O3催化降解孔雀石绿的研究

具有复杂分子结构的三苯甲烷类染料孔雀石绿是一种典型的较难降解染料,是工业废水处理的难点之一。本文根据Goldschmidt半径容差规则法,设计了用于孔雀石绿降解的ABO₃型SrFe_(1-x)Co_xO₃催化剂,并选择出活性较高的SrFe_0.6Co_0.4O₃催化剂。通过XRD、SEM、BET吸附及XPS分析表明:该催化剂是纯净钙钛矿结构,颗粒形貌为无规则堆叠的“蜂窝”片状;吸附等温线没有明显的回滞环,说明没有“墨水瓶”类孔结构;XPS谱中,B位离子同时存在Fe²⁺/Fe³⁺和Co²⁺/Co³⁺ 4种价态离子,且反应前后,4种离子的分布比例有较大变化。根据实验结果,推测该催化反应机理为:催化剂B位Co³⁺与溶解氧形成活性氧[O₂]⁺和Co²⁺;活性氧[O₂]⁺完成氧化反应后其正电荷转移到B位Fe²⁺上形成Fe³⁺,Fe³⁺的正电荷可再转移到Co²⁺形成Co³⁺,完成催化过程的电荷转移与循环。     

UV/Fe0/H2O2降解乙苯气体的工艺研究

以零价铁(Fe⁰)代替Fe²⁺作Fenton试剂催化剂,考察H₂O₂浓度、[H₂O₂]/[Fe⁰]摩尔比和pH值对UV/Fe⁰/H₂O₂技术降解乙苯气体的影响,分析了反应过程中H₂O₂和铁物质的浓度变化,通过GC-MS检测不同时间段的液体中间产物。结果表明,以48μm工业级Fe⁰作催化剂,在H₂O₂浓度为100 mmol/L、[H₂O₂]/[Fe⁰]摩尔比为40和pH值为3的优化条件下,UV₃₆₅/Fe⁰/H₂O₂体系中乙苯气体降解率在45 min内达到67.5%。检测到不同时间段的液体中间产物,如甲苯、苯乙醇...     

土壤中有机质在不同土壤环境下降解特性研究

探究在不同铁离子浓度条件下土壤中总有机质和溶解性有机质的降解特性。结果表明，添加Fe²⁺的土壤溶解性有机质和总有机质的降解量比没有添加Fe²⁺的土壤降解量大，降解速度快。土壤中Fe²⁺含量为20 mg/kg时，土壤中总有机质和溶解性有机质的降解量最大，7 d降解量分别为82.793 mg/kg和75.031 mg/kg。在时间的推移下，溶解性有机质占比随土壤中Fe²⁺含量的增加而逐渐降低。Fe²⁺在土壤有机质降解中，促进了土壤中微生物的芬顿反应，提高了反应效率，为之后土壤有机质降解提供了提高效率的方案。     

混凝-吸附协同预处理腈纶纺丝高浓度有机废水试验研究

为了能有效降低腈纶纺丝工艺段产生的膜浓缩液中有机污染物和Fe³⁺含量，采用混凝沉降和吸附工艺联用的方法对膜浓缩液进行预处理。结果显示：在混凝试验pH值为9，聚合硫酸铝(PAS)用量为2 g/L，助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)用量为5 mg/L，混凝时间为10～15 min，以及吸附试验pH值为4，硅藻土用量为15 g/L，吸附反应时间为100 min的条件下，膜浓缩液中有机污染物的总去除率为48.74%, Fe³⁺去除率可达51.93%。混凝-吸附工艺联用可以有效去除腈纶纺丝高浓度有机废水中有机污染物和Fe³⁺。     

亚铁活化过氧乙酸降解水中磺胺甲恶唑：投药策略和反应机理

为解决传统工艺难以有效降解水中抗生素类污染物的问题，采用亚铁离子(Fe²⁺)活化过氧乙酸(PAA)氧化降解水中典型抗生素类物质磺胺甲恶唑(SMX)。考察了PAA和Fe²⁺投加量、药剂不同投加策略对PAA活化和SMX降解的影响，并鉴定了参与反应系统的活性物种。结果发现，PAA和Fe²⁺浓度的适当增加，能提高SMX降解效率，但过量添加会抑制降解；从一次投加改为分次投加(投加相同的总量，但在特定的时间间隔内投加)和连续投加(投加相同的总量，但在反应时间内连续投加)时，SMX的降解效率显著提高；监测体系中Fe²⁺和PAA的浓度发现，分次与连续投加方式均改善了PAA的活化效果。自由基捕获实验结果表明，羟基自由基(HO·)、有机自由基和Fe^IVO²⁺均可能参与了SMX的降解；连续投加PAA策略下，HO·对SMX降解的贡献要大于一次投加和连续投加Fe²⁺策略。     

碳毡电极用于电芬顿脱色性能及机理研究

为了探究CF电极在电芬顿脱色中的应用性能及机理，通过对阴极材料的对比，建立了以碳毡为阴极的电芬顿降解体系，探讨了不同操作参数如废液pH、O₂流量、电压、Fe²⁺浓度等因素对活性红195染料废水的脱色率、COD去除率的影响。根据实验结果，采用碳毡做阴极，Fe²⁺浓度为20 mg/L,pH为3、O₂流量60 mL/min、电压3 V条件下，反应3 h染料几乎完全脱色，COD去除率可达73.31%；利用猝灭实验初步探讨了染料降解的主要机制，·OH的生成及其强氧化作用是染料降解的主要因素；利用UV-Vis及GC-MS对染料降解机理进行了分析，发现反应前30 min降解速度最快；电极稳定性实验及扫描电子显微镜(SEM)形貌分析证明了碳毡阴极具有良好的电化学稳定性。     

Fe2+/Mn2+活化亚硫酸盐降解盐酸土霉素的机理研究

盐酸土霉素常被用于治疗畜禽疾病,但是它不能被畜禽完全代谢,残留的盐酸土霉素进入水体危害水环境的健康。铁锰作为常见的过渡金属,通常以二价态活化亚硫酸盐来降解有机污染物,反应条件温和、操作简单,但是单独的二价铁与二价锰氧化还原电势低,活化亚硫酸盐效果较差。本研究采用Fe²⁺/Mn²⁺共活化Na₂SO₃降解水中的盐酸土霉素,考察药剂用量、pH、溶解氧、氯离子、碳酸根及腐殖酸对Fe²⁺/Mn²⁺/Na₂SO₃体系降解盐酸土霉素的影响;通过焦磷酸盐实验、自由基淬灭实验和EPR实验分析Fe²⁺/Mn²⁺/Na₂SO₃体系中的活性物种;利用紫外可见光谱、傅里叶红外光谱、气相色谱-质谱联用仪识别盐酸土霉素的官能团及其降解中间产物的变化,推断盐酸土霉素的降解途径。结果表明：当Fe²⁺/Mn²⁺/Na<...     

Fe/AC催化过氧化氢降解双酚A

传统Fenton反应存在对液相pH要求较高、Fe³⁺回收困难以及难以重复使用等问题。基于"活性离子固载化,酸性环境局部化"的设计思路,通过对活性炭(AC)表面酸化改性,制备得到载铁活性炭(Fe/AC)催化剂。研究了Fe/AC制备工艺与其性能之间的关系,结果表明,在载Fe³⁺量44.05 mg·g^-1、煅烧温度200℃的制备工艺下可得到催化活性较高、稳定性好的Fe/AC催化剂。用性能优良的Fe/AC催化H₂O₂降解双酚A(BPA),其较佳催化反应条件为:反应时间60 min、反应温度20℃、溶液pH值为4.0≤pH≤8.0、Fe³⁺/H₂O₂摩尔比为0.007～0.012、30% H₂O₂用量为0.04 ml H₂O₂·(mg BPA)^-1。本工作制备得到的Fe/AC催化剂具有较好的重复使用性能,在实际废水处理领域具有较大的应用前景。     

基于SO4·-的高级氧化技术对低生化性废水的预处理研究

高级氧化法是处理低生化性废水的一种有前途的技术。采用亚铁离子活化过硫酸盐(Fe²⁺/PS)体系预处理某低生化性制药废水。通过小试研究考察了pH、过硫酸钠、硫酸亚铁和PAC质量浓度对Fe²⁺/PS体系处理效果的影响及各影响因素的最佳参数。结果表明，pH对Fe²⁺/PS体系处理效果的影响最大，其次是硫酸亚铁质量浓度和过硫酸盐质量浓度，PAC质量浓度的影响可以忽略不计。综合考虑成本因素，各参数的最佳水平组合：pH≈7、硫酸亚铁、过硫酸钠、PAC质量浓度分别为1.0、0.3、0.03 g/L。通过ESR(电子自旋共振)测试和猝灭试验，确定反应体系中起主要降解作用的活性物种。结果表明，SO₄^·-活跃于Fe²⁺/PS反应体系中，并在反应体系中起主要作用。通过中试研究考察了Fe²⁺/PS反应体系处理前后废水COD、TOC、NH₃-N的变化。研究表明，经过处理后的废水，COD去除率为50%,TOC去除率为67%,NH_3...     

酸洗废液及污泥制备磁性氧化铁颜料的工艺

以金属制品厂酸洗废液与酸洗污泥为原材料，采用湿式沉淀法制备高性能磁性氧化铁（Fe₃O₄）颜料。实验采用双氧水为氧化剂，15%石灰浆液调节反应液pH，利用蒸汽加热法为体系升温，以终点Fe³⁺/Fe²⁺比为判断依据，分析了废酸/污泥比、原液Fe³⁺/Fe²⁺比、反应时间、pH、反应温度对合成Fe₃O₄产品的影响。结果表明，随着实验不断进行，受空气影响，反应过程中Fe³⁺/Fe²⁺比是逐渐升高的；在废酸/污泥比为5∶1、原液Fe³⁺/Fe²⁺比为1.60∶1、反应时间为4h、pH为9、反应温度介于80～90℃之间条件下，合成产物色光及吸油量等指标达到氧化铁黑标准要求。本研究解决了行业内酸洗污泥资源化处置的瓶颈问题，为企业带来经济效益及环境效益。     

超声强化铁碳微电解-Fenton法降解硝基苯废水

针对铁碳微电解（Fe⁰/GAC）-Fenton法降解硝基苯（NB）废水时难连续运行的问题,采用超声（US）强化铁碳微电解-Fenton法降解硝基苯废水。考察了超声对铁碳微电解-Fenton法连续运行效果的影响,研究表明：不更换铁碳填料时,Fe⁰/GAC-Fenton法连续处理4批硝基苯废水时,硝基苯去除率从69.54%降至31.66%,TOC去除率也从48.11%降至19.20%;而US/Fe⁰/GAC-Fenton法处理4批相同废水时,硝基苯去除率均近至100%,TOC去除率均稳定在60%以上。与单纯Fe⁰/GAC-Fenton相比,超声不仅整体上强化了Fe⁰/GAC-Fenton法降解硝基苯废水的效率,还实现了连续多次高效运行。研究了pH、H₂O₂投加量及投加次数对Fenton法降解US/Fe⁰/GAC出水的影响规律,得到适宜操作条件：H₂O₂总投加量为4 ml并分5次添加,US/Fe⁰/GAC的出水pH调为4,反应30 min,最终硝基苯去除率达到100%,TOC去除率可达75%。     

硼强化铁离子活化过硫酸盐高效降解荧蒽的研究

采用硼(B)强化铁离子活化过硫酸盐(PS)降解荧蒽(FLT),阐明了B的强化机理,从FLT的降解效果和PS利用率角度研究了B强化三价铁(Fe³⁺)活化PS的优越性,探究了水质条件对FLT降解的影响,验证了PS/Fe³⁺/B体系在实际地下水中降解FLT和其他多环芳烃的可行性。结果表明：PS/Fe³⁺/B体系中FLT降解的拟一级反应动力学常数k_obs为0.043 9 min^-1,PS/Fe²⁺/B体系中k_obs在30 min后从0.044 7 min^-1降低至0.009 6 min^-1,证明PS/Fe³⁺/B体系可实现FLT的持续高效降解。当Fe³⁺浓度在0.02～0.08 mmol/L之间时,PS/Fe³⁺/B体系均可高效降解FLT,表现出更强的可操作性。结合X射线光电子能谱仪的分析结果、Fe²⁺和PS的浓...