铁氧化物复合氧化铝催化臭氧化过程中溴酸盐的生成控制

以市售活性炭、硅藻土和氧化铝小球为载体，考察了负载铁基活性组分对催化臭氧化过程中溴酸盐的控制情况，其中，铁基复合氧化铝小球体现出更好的溴酸盐还原特性和催化剂稳定性，证实催化剂中铁氧化物是溴酸盐得到有效控制的主要活性组分。进一步考察了铁基复合氧化铝小球催化臭氧化处理实际原水过程中对溴酸盐的生成控制，以及反应过程中溶解性有机碳（DOC）的去除情况。结果表明，与单独臭氧化相比，该催化剂既能有效去除水中的溶解性有机物，又能明显抑制溴酸盐的生成，反应50h，其活性并没有明显下降。催化剂失活主要归因于吸附位点数量的下降，可以通过负载铁氧化物来实现催化剂的再生。     

β-FeOOH/蜂窝陶瓷催化臭氧化高效去除饮用水中有机污染物

市售蜂窝陶瓷经过氧化铝涂层后,进一步负载β-FeOOH活性组分,制得改性蜂窝陶瓷催化剂(β-FeOOH/Ce-ramic honeycomb,β-FeOOH/CH)。与单独臭氧氧化相比,基于该催化剂的固定床反应装置体现出更好的臭氧化活性,反应20 min后,水中的2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)就可以完全去除,其矿化效率也可以达到80%以上。进一步考察了进水流速、有机物浓度等因素对多相催化臭氧化效率的影响,结果表明:β-FeOOH/CH可以显著提高臭氧的利用效率,能够有效去除水中包括2,4-D在内的多种有机污染物,而且催化剂可以重复使用,在长期的运行实验中其催化性能没有明显下降,该反应装置在饮用水深度处理领域具有很好的应用潜力。     

铁及铁铜氧化物对臭氧氧化酸性红B的催化效能

采用自蔓延溶胶凝胶法分别制备了铁氧化物和铁铜复合氧化物催化剂,以酸性红B为降解对象,对比了单独臭氧氧化、铁氧化物和铁铜复合氧化物催化臭氧氧化对酸性红B的降解效果,考察了磁力搅拌速度(500～1 640 r/min)、溶液pH(3～11)、臭氧投加速率(3.55～28.4 mg/min)对铁铜复合氧化物催化性能的影响。结果表明,与单独臭氧氧化比较,铁氧化物和铁铜复合氧化物均能加速酸性红B的降解,促进色度和COD的去除,结合催化剂的表征结果,推断催化剂表面羟基促进臭氧分解产生.OH是其氧化性能较好的主要原因,另外,催化剂的吸附能力对催化性能也有一定影响。随着磁力搅拌速度、溶液pH、臭氧投加速率的增大,铁铜复合氧化物催化臭氧氧化酸性红B的效果越好。     

硝酸氧化和负载铁氧化物改性活性炭催化臭氧化性能

采用硝酸氧化与硝酸铁负载对颗粒活性炭进行改性处理,研究了活性炭样品表面官能团的变化,分析了活性炭样品对酸性大红3R吸附和催化臭氧化能力,探讨了p H值与·OH捕获剂对催化臭氧化效果的影响。结果表明,硝酸改性后活性炭表面羧基、内酯基、酚羟基以及总官能团的含量均明显增加,其中羧基增幅最大;负载铁氧化物后,活性炭表面官能团数量有所降低。活性炭样品化学吸附性能随官能团含量的增加而增强。催化臭氧化对酸性大红3R的氧化降解效果明显优于单独臭氧化。增加表面官能团含量可以加速催化臭氧化反应,但反应速率随着表面官能团消耗而降低;负载金属组分具有更为稳定和有效的催化臭氧化活性。活性炭催化臭氧化性能在碱性条件下明显优于酸性条件,且随着p H值升高而提高。投加·OH捕获剂(Na2CO3)后,其对·OH的消耗使得催化臭氧化效果显著下降。     

新型复合预氧化技术控制副产物的试验研究

臭氧被广泛应用于饮用水预氧化工艺中,但是成本较高,而且会生成臭氧化副产物,如可同化有机碳(AOC)、溴酸盐和甲醛.因此,提出臭氧/高锰酸钾复合预氧化技术,并对照预臭氧化技术,进行了消毒副产物前质及臭氧化副产物控制的小试试验研究.结果表明,与预臭氧化(1.5 mg/L臭氧)相比,复合预氧化(0.6 mg/L臭氧 0.4 mg/L高锰酸钾)能促进混凝沉淀对消毒副产物前质的去除,总去除率与单独预臭氧化的去除率相当.而且又能降低AOC生成量,并促进混凝沉淀对AOC的去除,合计AOC去除率达43%左右.此外,对溴酸盐和甲醛生成量也有明显去除效果,比单独预臭氧化降低了78.4%和21.2%.     

铈类催化剂催化臭氧化的研究进展

催化臭氧化由于能产生无选择性的羟基自由基(·OH),克服了传统单独臭氧对有机污染物具有选择性的局限。典型非均相催化臭氧化体系常利用金属氧化物作为催化剂,其中铈氧化物由于具有良好的催化臭氧化效果而被广泛研究。整理了铈类催化剂在催化臭氧化中的研究进展,介绍了常规铈类催化剂的制备方法,总结了铈类催化剂的催化臭氧化机理,包括吸附理论、自由基理论和臭氧直接氧化。根据催化剂的复合物形式,可将铈类催化剂分为活性炭负载型、介孔材料负载型和金属氧化物复合型3种。对各种铈类催化剂的应用现状及催化效果进行介绍,并对其发展趋势进行展望。     

催化强化臭氧氧化处理化工园区生化尾水

以陶粒为载体,以Ti O2,Fe2O3,Mn O2为活性组分,考察不同活性组分的陶粒作为催化剂对化工园区生化尾水臭氧氧化能力的强化情况。结果表明,3种负载型催化剂均能有效强化臭氧氧化过程,显著降低生化尾水Abs、UV254以及COD等指标,其中以Fe2O3/陶粒的催化强化效果最为显著,能显著降低生化尾水在200~250 nm处的吸波强度,尾水UV254从0.580降至0.320,COD从240 mg/L降至194 mg/L。     

Mn_3O_4催化臭氧化处理钻井废水

采用锰系氧化物对钻井废水进行催化臭氧化处理,考察了不同初始pH、催化剂投加量以及臭氧投加量等因素对COD去除率的影响,探讨了Mn3O4表面电荷情况、化学吸附特性及催化臭氧产生·OH机理。结果表明,在初始pH为12,催化剂投加量为5g/L,臭氧投加量为18 mg/min,反应时间为20 min时,Mn3O4较Mn O2和单独臭氧氧化去除COD的效果更明显;Mn3O4的表面带负电荷,发生了水合羟基化过程,且Mn3O4与钻井废水中的污染物产生了化学吸附;臭氧与锰原子形成σπ-键合吸附于Mn3O4表面,经π*轨道能级的下降而进入活化状态,最终导致吸附于Mn3O4表面的OH-与臭氧相互作用产生·OH。     

NiO-MgO复合金属氧化物催化分解N_2O

采用溶胶凝胶法制备了一系列不同Ni/Mg比的NiO-MgO复合氧化物催化剂,并考察了其N_2O催化分解性能。结果表明,NiO-MgO催化剂的N_2O催化分解活性明显优于单一NiO和MgO,当MgO含量为5%时,NiO-MgO复合金属氧化物上N_2O分解活性最佳。XRD、H2-TPR和XPS结果表明,Ni2+是催化分解N_2O的主要活性位点。Mg不作为活性组分,但可通过Ni、Mg之间强烈的相互作用提高催化剂氧化还原能力,进而促进N_2O的催化分解。此外,Mg的加入促进了催化剂中NiO的形成。     

锰负载量对MnO_x/PG催化剂低温SCR反应的影响

凹凸棒石负载锰氧化物(MnO_x/PG)催化剂是一种新型高效的低温选择性催化还原(SCR)催化剂。锰氧化物负载量对催化剂的脱硝活性影响显著,针对不同质量分数锰氧化物负载量的催化剂的SCR反应行为进行了动力学研究。结果表明:增加锰的负载量不改变反应表观活化能,锰氧化物负载量的增加在考察范围内具有一致的组分形态和化学活性;反应活性中心的数量随负载量的增加而增长是催化剂活性增长的主要原因。结合前期NH_3-TPD研究,进一步明确氨主要在载体上吸附,锰的负载主要促进了吸附态氨的活化过程。     

Formation potentials of bromate and brominated disinfection by-products in bromide-containing water by ozonation

The ozonation involved in drinking water treatment raises issues of water quality security when the raw water contains bromide (Br^?). Br^? ions may be converted to bromate (BrO₃ ^?) during ozonation and some brominated disinfection by-products (Br-DBPs) in the following chlorination. In this study, the effects of ozone (O₃) dosage, contact time, pH, and Br^? and ammonia (NH₃-N) concentrations on the formation of BrO₃ ^? and Br-DBPs have been investigated. The results show that decreasing the initial Br^? concentration is an effective means of controlling the formation of BrO₃ ^?. When the concentration of Br^? was lower than 100 μg/L, by keeping the ratio of O₃ dosage to dissolved organic carbon (DOC) concentration at less than 1, BrO₃ ^? production was effectively suppressed. The concentration of BrO₃ ^? steadily increased with increasing O₃ dosage at high Br^? concentration (>900 μg/L). Additionally, a longer ozonation time increased the concentrations of BrO₃ ^? and total organic bromine (TOBr), while it had less impact on the formation potentials of brominated trihalomethanes (Br-THMFP) and haloacetic acids (Br-HAAFP). Higher pH value and the presence of ammonia may lead to an increase in the formation potential of BrO₃ ^? and Br-DBPs.     

V2O5-TiO2-AlF3/Al2O3催化臭氧化2,4-滴丙酸的氧化效能

为了提高有机物的臭氧化降解效率,工作中利用浸渍法制备了一种新型的三组分催化剂(记为V2O5-TiO2-AlF3/Al2O3)。催化臭氧化降解2,4-滴丙酸的实验结果表明,该催化剂能有效提高臭氧化的效率,体系可能遵循羟基自由基的作用机理。利用相对法计算结果表明,与单独臭氧化相比,V2O5-TiO2-AlF3/Al2O3催化臭氧化体系具有更大的Rct值。重复实验结果表明,该催化剂具有相对较好的稳定性。以上研究结果对推广催化臭氧化技术在实际废水处理中的应用具有重要的实际意义。     

微波辐射Bi2O3/沸石-H2O2体系降解废水中的硝基苯

研究了微波辐射下，以负载于沸石上的三氧化二铋为催化剂，以双氧水为氧化剂的催化氧化体系处理硝基苯工艺。通过单因素实验法，从反应催化剂负载量、pH、双氧水用量、微波功率、反应时间、催化剂用量等方面初步考察了硝基苯在该体系中的催化氧化效果。在氧化铋负载量3%（质量比），pH=2，2 mL 30%双氧水，火力为中火，催化剂投加量为0.7 g，反应2 min，对降解过程所得的中间产物和终产物进行了分析。结果表明，该体系对硝基苯的去除率能够达到99.2%，COD去除率为73.91%。     

O3/H2O2处理嘧啶废水的研究

采用O3/H2O2法对嘧啶废水进行处理,考察了不同反应条件对嘧啶和COD去除率的影响,并对O3/H2O2降解嘧啶的反应机制和动力学进行了初步探讨.实验结果表明,在pH值为11,反应时间为70 min,O3流量为4g/h,H2O2投加量为50 mmol/L的条件下,废水的嘧啶和COD的去除率分别达到86.46%和74.9...     

原位水解生成的羟基氧化铁凝聚吸附除磷效能与机制简

将不同摩尔比Fe³⁺与OH^-（[Fe³⁺]：[OH^-]=1：0、1：1、1：2和1：3）反应获得原位水解生成的羟基氧化铁（in situ FeO_xH_y），研究了具有不同水解程度的羟基氧化铁对凝聚吸附除磷效能与机制。研究显示，In situ FeO_xH_y对磷的去除率随铁投量增大而升高，且均在中性pH范围内具有最佳除磷效果；在相同铁投量条件下，磷去除率随着[OH^-]：[Fe³⁺]的升高而降低；当体系碱度较低时（pH<6），引入OH^-可促进Fe³⁺水解而提高除磷效果。4种羟基氧化铁均可在15 s内可快速吸附磷，且吸附过程符合准二级动力学模型；Freundlich模型均可很好地描述磷在4种羟基氧化铁表面的吸附行为。磷酸盐吸附后，In situ FeO_xH_y表面Zeta电位明显降低，且[Fe³⁺]：[OH^-]为1：0的羟基氧化铁降低最为显著。结合MINITEQ计算软件磷酸盐、铁盐形态分析结果显示，对于碱度较低的体系，通过投加一定量OH^-可促进Fe³⁺水解，进而使得其更易与水中H₂PO₄^-与HPO₄^2-结合，生成具有多核羟基的磷酸铁络合物，进而提高除磷效果。     

Co3O4/介孔分子筛催化剂对苯催化完全氧化的研究

分别以介孔分子筛MCM-41、MCM-48、SBA-15为载体，采用等体积浸渍法制备了氧化钴/介孔分子筛催化剂，利用N₂吸附、X射线衍射、程序升温还原等技术对催化剂进行了表征，考察了Co₃O₄的负载量及载体的孔结构对催化剂完全催化氧化苯的性能的影响。结果表明，Co₃O₄的负载量为20%时，催化剂的催化活性最好；载体的孔径和催化剂的可还原性能是影响催化活性的主要因素，催化剂活性顺序为Co₃O₄ /SBA-15> Co₃O₄ /MCM41> Co₃O₄ /MCM-48。     

Toxicity of nanoparticulate and bulk ZnO, Al2O3 and TiO2 to the nematode Caenorhabditis elegans

Limited information is available on the environmental behavior and associated potential risk of manufactured oxide nanoparticles (NPs). In this research, toxicity of nanoparticulate and bulk ZnO, Al₂O₃ and TiO₂ were examined to the nematode Caenorhabditis elegans with Escherichia coli as a food source. Parallel experiments with dissolved metal ions from NPs were also conducted. The 24-h median lethal concentration (LC₅₀) and sublethal endpoints were assessed. Both NPs and their bulk counterparts were toxic, inhibiting growth and especially the reproductive capability of the nematode. The 24-h LC₅₀ for ZnO NPs (2.3 mg L⁻¹) and bulk ZnO was not significantly different, but significantly different between Al₂O₃ NPs (82 mg L⁻¹) and bulk Al₂O₃ (153 mg L⁻¹), and between TiO₂ NPs (80 mg L⁻¹) and bulk TiO₂ (136 mg L⁻¹). Oxide solubility influenced the toxicity of ZnO and Al₂O₃ NPs, but nanoparticle-dependent toxicity was indeed observed for the investigated NPs.     

金属铁去除水中Cr6+的影响因素研究

研究Fe/Cr6+比值和不同浓度的NO3-、Cl-和SO42-对金属铁去除Cr6+效果的影响.结果表明,金属铁对水中Cr6+有很好的还原去除效果;当金属铁的使用量为Cr6+量的1/2000时,铁对Cr6+的去除效果较差且易失去活性,而当金属铁的使用量为Cr6+量的8 000倍时,铁对Cr6+的去除效果较好且其活性的持续...