水环境中不同氧化还原条件的氢浓度特征

对氯乙烯生物降解过程中不同氧化还原条件的氢浓度特征进行了研究 ,并揭示氢浓度、氧化还原条件、以及氯乙烯降解之间的关系 .结果表明 ,反硝化、锰还原、铁还原、硫还原、产甲烷、PCE/TCE脱氯、cis DCE脱氯以及VC脱氯的氢浓度特征值分别为 0 1— 0 4nmol·l- 1,0 1— 2 0nmol·l- 1,0 1— 0 3nmol·l- 1,1 5— 4 5nmol·l- 1,5— 1 3nmol·l- 1,0 6— 0 9nmol·l- 1,1 0— 2 5nmol·l- 1和 >1 0nmol·l- 1.水环境的还原性愈强 ,对应的氢浓度特征值愈大 .此外 ,PCE/TCE脱氯表现出与反硝化及铁、锰还原相近的氢浓度特征 ,而cis DCE和VC脱氯的氢浓度特征分别类似于硫还原和产甲烷 .强还原 (如产甲烷 )条件有利于氯乙烯的脱氯 ,当环境中氢浓度水平大于 2nmol·l- 1时cis DCE/VC脱氯和产甲烷过程可同时发生 .     

Pd/Fe和Ni/Fe二元金属去除水体中莠去津的比较

对比Ni/Fe和Pd/Fe二元金属对莠去津的催化降解特性.结果表明,在相同反应条件下(C0=20.0mg·l-1,pH=3.0,金属添加量为1.0g),与Fe0相比,Pd/Fe对莠去津表现出比Ni/Fe更加明显的催化脱氯效果,反应75min,Fe0对莠去津的脱氯效率为7.09%,Ni/Fe达到99.11%,而Pd/Fe反应30min就能够100%还原莠去津.通过SEM,XRS和BET-N2测试,Pd以无定形状态分布在Fe0的表面,有利于比表面积的增大,Ni/Fe和Pd/Fe的比表面积分别为11.671和16.94m2·g-1;而且Pd/Fe对H2有非常强的吸附能力,1cm3的Pd在常温下能够吸附1000ml H2,最高能够达到2800ml.体系pH值对Ni/Fe和Pd/Fe催化莠去津的影响非常大,pH=2.0时, Pd/Fe反应15min能够100%降解莠去津;pH=3.0时,30min达到完全降解;pH=4.0和未调节pH条件下,75min的脱氯效率只有82.55%和46.5%.     

零价锌降解四氯乙烯的反应动力学模型研究

对零价锌(Zn(0))降解四氯乙烯(PCE)进行批实验,在假设各化学反应符合准一级反应的前提下,建立了多级链式平行反应数学模型,并使用混合函数遗传算法进行了动力学参数的反演.结果表明,在106h后残留物基本上为C2H4和C2H2.计算显示,氯代烃的反应活性大小为C2Cl2＞C2HCl＞t-DCE(反二氯乙烯)＞1,1-DCE(1,1-二氯乙烯)＞TCE(三氯乙烯)＞c-DCE(顺二氯乙烯)＞PCE;在4条重要的反应路径中,最重要的是PCE→TCE→t-DCE→C2H2→C2H4和PCE→C2Cl2→t-DCE→C2H2→C2H4;最终94.77%的PCE转化为C2H4,5.23%的PCE转换成了氯乙烯(VC).     

树脂D001负载纳米Pd/Fe双金属脱溴2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)的研究

采用大孔树脂D001交换吸附Pd2+、Fe2+并在厌氧条件下以硼氢化钠溶液还原吸附的钯铁离子制备成负载纳米Pd/Fe双金属树脂。利用该树脂对2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)进行脱溴反应,探讨了该法的可行性和特性。结果表明:当大孔树脂D001、氯化钯、硫酸亚铁用量分别为0.75 g、2μg和0.2 g时所制备的双金属树脂脱溴水-乙醇溶液中的BDE-47效果最佳,反应遵循准一级动力学,速率常数k约为0.161 d-1,半减期为1.21 d。负载Pd/Fe的D001连续3次脱溴反应都有较好的效果,水-乙醇溶液中超过90%以上的BDE-47在反应6 d后被降解。负载Pd/Fe双金属的树脂可以重复活化再生,但再生2次后其脱溴效率变差,反应6 d只有47.3%的BDE-47被降解。用气相色谱-质谱联用仪和离子色谱仪跟踪Pd/Fe双金属树脂脱溴BDE-47反应,可知产物包括溴离子、三溴联苯醚、二溴联苯醚、一溴联苯醚和联苯醚。     

纳米Co/Fe脱氯3,3',4,4'-四氯联苯(BZ#77)

用气质联用仪(GC-MS)监测厌氧条件下溶液中3,3',4,4'-四氯联苯(Fe和Co/Fe双金属脱氯的情况.并尝试了用纳米级Co/Fe脱氯污染沙土中的四氯联苯,GC-MS结果表明:在3,3',4,4'-四氯联苯浓度为10mg·1-1的乙醇/水体系中,纳米级Fe,Ni/Fe,Co/Fe的脱氯率分别为23.4%,68.6%和74.2%,其中,Co/Fe效果最好.溶液初始pH值为酸性时,纳米Co/Fe完全脱氯溶液中的3,3',4,4'-四氯联苯可在几小时内实现,而溶液的离子强度对脱氯反应影响不大.对于模拟污染沙土含量为100mg·kg-1的3,3',4,4'-四氯联苯,10d后约11%的四氯联苯被纳米Co/Fe脱氯,添加乙醇可使脱氯率增加到25%,但不能完全脱氯.同位素实验证明,纳米Co/Fe脱氯3,3',4,4'-四氯联苯是逐步进行的,氢取代苯环上的氯,氢原子源自反应介质中的水,最终脱氯产物为联苯.     

树脂D001负载纳米Pd/Fe双金属脱溴2,2＇,4,4＇-四溴联苯醚（BDE-47）的研究

采用大孔树脂D001交换吸附Pd2＋、Fe2＋并在厌氧条件下以硼氢化钠溶液还原吸附的钯铁离子制备成负载纳米Pd/Fe双金属树脂。利用该树脂对2,2＇,4,4＇-四溴联苯醚（BDE-47）进行脱溴反应,探讨了该法的可行性和特性。结果表明：当大孔树脂D001、氯化钯、硫酸亚铁用量分别为0.75 g、2μg和0.2 g时所制备的双金属树脂脱溴水-乙醇溶液中的BDE-47效果最佳,反应遵循准一级动力学,速率常数k约为0.161 d-1,半减期为1.21 d。负载Pd/Fe的D001连续3次脱溴反应都有较好的效果,水-乙醇溶液中超过90%以上的BDE-47在反应6 d后被降解。负载Pd/Fe双金属的树脂可以重复活化再生,但再生2次后其脱溴效率变差,反应6 d只有47.3%的BDE-47被降解。用气相色谱-质谱联用仪和离子色谱仪跟踪Pd/Fe双金属树脂脱溴BDE-47反应,可知产物包括溴离子、三溴联苯醚、二溴联苯醚、一溴联苯醚和联苯醚。     

氧化锌表面的Fe(Ⅱ)对三氯乙烯的还原脱氯研究

通过批量实验研究了在氧化锌-Fe(Ⅱ)混合体系中,束缚在氧化锌表面的Fe(Ⅱ)对三氯乙烯的还原脱氯作用。结果表明,这种束缚在氧化锌表面的Fe(Ⅱ)对三氯乙烯有一定的还原脱氯作用,且脱氯反应符合准一级反应动力学方程。与均质溶液中的Fe(Ⅱ)相比,束缚在氧化锌表面的Fe(Ⅱ)对三氯乙烯有更强的还原脱氯作用。实验还发现三氯乙烯在氧化锌-Fe(Ⅱ)混合体系中的还原脱氯速率受pH值和Fe(Ⅱ)浓度的影响。Fe(Ⅱ)浓度为1mmol·L-1,在pH值5.0～9.0范围内,还原脱氯反应速率常数kobs及三氯乙烯去除率随着pH值的升高而增大。维持pH值7.0不变,在Fe(Ⅱ)浓度1～4mmol·L-1范围内,kobs及三氯乙烯去除率随Fe(Ⅱ)浓度的增大而增大,但是Fe(Ⅱ)浓度进一步升高,kobs及三氯乙烯去除率反而降低。当Fe(Ⅱ)初始浓度为4mmol·L-1、pH=7.0时,三氯乙烯在氧化锌-Fe(Ⅱ)混合体系中的kobs及三氯乙烯去除率均达到最大值,分别为0.260h-1、71.7%。     

Pd-Fe/C催化氯酚还原脱氯-氧化联合降解

以Pd和Fe为活性金属组分通过沉积沉淀法制备了负载型Pd-Fe/C双金属催化剂,针对氯酚类污染物进行催化还原脱氯和催化氧化的连续降解处理.通过ICP-MS、XRD和TEM对催化剂进行表征,证实0.5%Pd-0.5%Fe/C催化剂中活性金属组分Pd和Fe在载体表面分散性最好,催化剂比表面积达到718.8 m~2·g~(-1).在温和条件下,以水作为反应介质,研究了负载型Pd-Fe/C催化剂对4-氯苯酚(4-CP)和2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的连续降解过程和反应条件,以及催化剂的重复使用情况.考察了Pd和Fe的负载量及p H值对催化剂活性的影响,得到了最佳反应条件,以0.5%Pd-0.5%Fe/C为催化剂,20 min内完成4-CP和2,4-DCP的催化还原脱氯,产物都为苯酚;之后加酸调节pH=5,并加入H2O2继续进行催化氧化,苯酚被彻底降解为H_2O和CO_2,而且转化率在60 min内可以达到97.5%以上,从而实现4-CP和2,4-DCP的彻底降解.     

零价铝/酸体系对活性黑染料脱色降解的强化

采用零价铝/酸体系(Zero valent-aluminum acid system)处理活性黑5染料溶液.以活性黑5在特征吸收波长595 nm的吸光度变化为分析指标,考察了Fe0、Fe2+、Fe3+、多金属氧酸盐(POM)对染料溶液脱色的强化过程.结果表明,在摇床转速175 r·min-1、p H 2.5、25℃和铝粉投加量为2 g·L-1条件下,低剂量的铁源对零价铝/酸体系具有促进的作用,提高了零价铝/酸体系对活性黑5的降解脱色效率,当外加铁源达到一定的量时,这种加强作用会减弱.在0—0.50 mmol·L-1范围内,POM加入后的拟一级反应速率常数是POM加入前的1.46倍,去除率从75%提高到95%.活性黑5的降解符合拟一级反应动力学模型.     

电-Fenton法降解青霉素的动力学研究

采用电-Fenton法处理青霉素钠(Penicillin G sodium, PGN)模拟废水,当T=20℃,pH=3时,投加0.5g·l-1 FeSO4和0.2ml·l-1 H2O2,在0.6A电流下降解青霉素钠废水(100 mg·l-1), 20min后青霉素钠去除率为79%,40min后去除率为95%.拟合实验数据得到青霉素钠降解反应的速率方程式为:-d[PGN]/dt=2.35×106 exp(-32869.4/RT )[Fe2 ]0.53[H2O2]0.8[PGN]1.14反应速率常数和反应级数表明,初始阶段降解反应进行非常迅速,且H2O2浓度比Fe2 浓度对电-Fenton降解反应的影响重要.     

制备条件对Fe/AC脱硫活性的影响

考察了Fe/AC脱硫剂的煅烧温度和载铁量对脱硫活性的影响，并对脱硫剂进行了X－射线衍射（XRD）和EXAFS表征，结果表明：经250℃煅烧的Fe/AC脱硫剂具有最高的脱硫活性，200℃煅烧，前驱体未完全分解，高于250℃煅烧，会使活性组分聚集，二者均导致脱硫活性降低。Fe/AC脱硫剂适宜的载铁量为3．5－14％，大于14％担载量使脱硫剂微孔堵塞严重，致使其脱硫活性下降。     

The performance of nitrate-reducing Fe(II) oxidation processes under variable initial Fe/N ratios: The fate of nitrogen and iron species

•Bacterially-mediated coupled N and Fe processes examined in incubation experiments. •NO₃⁻ reduction was considerably inhibited as initial Fe/N ratio increased. •The maximum production of N₂ occurred at an initial Fe/N molar ratio of 6. •Fe minerals produced at Fe/N ratios of 1–2 were mainly easily reducible oxides. The Fe/N ratio is an important control on nitrate-reducing Fe(II) oxidation processes that occur both in the aquatic environment and in wastewater treatment systems. The response of nitrate reduction, Fe oxidation, and mineral production to different initial Fe/N molar ratios in the presence of Paracoccus denitrificans was investigated in 132 h incubation experiments. A decrease in the nitrate reduction rate at 12 h occurred as the Fe/N ratio increased. Accumulated nitrite concentration at Fe/N ratios of 2–10 peaked at 12–84 h, and then decreased continuously to less than 0.1 mmol/L at the end of incubation. N₂O emission was promoted by high Fe/N ratios. Maximum production of N₂ occurred at a Fe/N ratio of 6, in parallel with the highest mole proportion of N₂ resulting from the reduction of nitrate (81.2%). XRD analysis and sequential extraction demonstrated that the main Fe minerals obtained from Fe(II) oxidation were easily reducible oxides such as ferrihydrite (at Fe/N ratios of 1–2), and easily reducible oxides and reducible oxides (at Fe/N ratios of 3–10). The results suggest that Fe/N ratio potentially plays a critical role in regulating N₂, N₂O emissions and Fe mineral formation in nitrate-reducing Fe(II) oxidation processes.     

铁炭微电解法降解1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐

使用铁炭微电解法降解1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM]PF6),并探讨了铁炭微电解法降解[BMIM]PF6的影响因素、工艺条件及其反应动力学.结果表明,影响铁炭微电解降解[BMIM]PF6的因素按从大到小的顺序为:炭铁比、pH、反应时间;铁炭微电解降解[BMIM]PF6的最佳工艺条件是:铁粉用量3g.l-1、水样pH2.5、炭铁比2、反应时间为60—90min;在此条件下,[BMIM]PF6的去除效率可以达到90%以上且该降解反应为三级反应.     

UV/Fe3+/H2O2体系降解活性艳橙X-GN废水的研究

采用UV/Fe3 /H2O2体系光解活性艳橙X-GN模拟废水,考察了X-GN,Fe3 和H2O2的初始浓度、初始pH值及温度对光解的影响,探讨了X-GN的降解途径和机理.结果表明,在8W低压汞灯(λ＝254nm)照射下,UV/Fe3 /H2O2能够有效地降解X-GN,在pH=3.0,T=50 ℃,时间为120 min,Fe3 和H2O2的初始浓度分别为2.5×10-5 mol·l-1和1.5×10-4 mol·l-1时,对含200 mg·l-1 X-GN模拟废水的色度去除率和矿化率分别达到100%和90.15%.用IC和GC/MS对X-GN降解的中间产物和最终产物进行分析,推导出UV/Fe3 /H2O2体系中X-GN降解的途径和机理.     

Promotional effect of ion-exchanged K on the low-temperature hydrothermal stability of Cu/SAPO-34 and its synergic application with Fe/Beta catalysts

• K⁺ hinder the structural degradation of Cu/SAPO-34 under humid condition<100°C. • K⁺ on Cu/SAPO-34 brings lower acidity and inferior SCR activity at high temperature. • Fe/Beta was used to compensate the low activity of Cu/SAPO-34 at high temperature. • The hybrid catalysts with KCu/SAPO-34 and Fe/Beta show a great potential for using. K ions were introduced onto Cu/SAPO-34 catalysts via the ion-exchange process in order to improve their stability under low-temperature hydrothermal aging. The changes in structure and copper-species contents of these catalysts upon hydrothermal aging were probed in order to investigate their effects on selective catalytic reduction (SCR) activity. For the fresh Cu/SAPO-34 catalysts, K ions had little influence on the chabazite framework but effected their acidities by exchanging with acid sites. After hydrothermal aging, the structural integrity and amount of active sites decreased on pure Cu/SAPO-34. While the K-loaded catalysts showed improved chabazite structure, acidity, and active site conservation with increasing K loading. However, although the 0.7 wt% K catalyst maintained the same crystallinity, active site abundance, and low-temperature SCR activity as the fresh catalyst upon aging, an apparent decrease in SCR activity at high temperature was observed because of the inevitable decrease in the number of Brönsted acid sites. To compensate for the activity disadvantage of K-loaded Cu/SAPO-34 at high temperature, Fe/Beta catalysts were co-employed with K-loaded Cu/SAPO-34, and a wide active temperature window of SCR activity was obtained. Thus, our study reveals that a combined system comprising Fe/Beta and K-loaded Cu/SAPO-34 catalysts shows promise for the elimination of NO_x in real-world applications.     

Fe2+/H2O2催化氧化2,4-二氯苯氧乙酸的机理研究

利用Fe^2 ／H2O2对2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)进行催化氧化,通过GC-MS和HPLC检测到反应过程的中间产物为2,4-二氯苯酚、邻氯苯酚和对氯苯酚,氯离子则是从这些中间产物上释放．通过离子色谱检测到小分子酸,如乙醇酸、乙醛酸、顺丁烯二酸．提出了2,4-D的Fe^2 ／H2O2降解的可能历程。     

脱除H2S用铁/凹凸棒石的优化制备及性能评价

用均相沉淀法制备了铁/凹凸棒石复合物用于H2S的脱除.考察了反应物配比、反应时间和反应温度对铁转化率、体系pH值和Fe3+浓度变化的影响;用透射电镜对不同条件制得的脱硫剂的形貌进行了表征,以模拟工业尾气为气源做H2S动态吸附实验.结果表明,体系pH值的上升是Fe3+完全沉淀的标志;体系OH-浓度主要受反应温度的影响,升高反应液温度有利于提高铁转化率,而反应物配比对其影响不大;升高温度会使沉淀速度过快,引起凹凸棒石表面铁分散性下降,形貌发生变化,导致脱硫剂性能下降.     

Fe2+对大豆幼苗生理特性的影响

以大豆为试验材料,设置了不同的质量分数的Fe2 处理,研究Fe2 对大豆幼苗根系形态特征及其生理特性的影响。结果表明,浸种w(Fe2 )为5mg·kg-1时对大豆幼苗的发育最有利。用低w(Fe2 )(0或0.01mg·kg-1)时,根系生长受阻,氧化物酶活性随Fe2 的升高而上升,脯氨酸、丙二醛的含量变化幅度不大;w(Fe2 )过高(50~100mg·kg-1),则会引发植物体的抗逆性反应,表现为脯氨酸、可溶性糖、丙二醛等渗透调节物大量积累、过氧化物酶活性降低;当w(Fe2 )高达75mg·kg-1和100mg·kg-1时,会引起植物重金属中毒,表现为幼苗的脯氨酸、可溶性糖、丙二醛含量、过氧化物酶活性都大幅度地降低。     

石棉纤维表面所附着的Fe,Mg离子对5,6-二羟基-5,6-二氢胸腺嘧啶生成的影响

研究了DNA碱基胸腺嘧啶在H_2O_2存在下与不同种类石棉之间的化学反应过程.结果表明:石棉可导致DNA碱基胸腺嘧啶的损伤,并且在附着于石棉表面的不同浓度的活性Fe,Mg离子作用下,会产生顺、反5,6-二羟基-5,6-二氢胸腺嘧啶的变异产物.温度对此作用过程的影响也得到了讨论.