基于阳离子树脂的Fenton非均相催化剂制备及性能测试

采用阳离子交换树脂颗粒为催化剂载体采用浸渍法负载二价铁离子,制备出非均相Fenton反应催化剂,并用该非均相Fenton催化剂氧化脱色亚甲基蓝溶液,考察其催化性能。实验结果表明:制备催化剂时最佳FeSO4浓度为16.67 mmol/L,pH=3.0,H2O2初始浓度为46.6 mmol/L,反应时间为30 min的条件下,亚甲基蓝溶液初始浓度为0.028 mmol/L时,亚甲基蓝溶液在非均相Fenton催化氧化过程中,其脱色率可达92.9%。采用序批形式反应使用5次后,该非均相催化剂仍有良好的催化效果,反应30 min后亚甲基蓝溶液脱色率仍可达85.2%,拓宽了Fenton技术的使用范围。     

类Fenton催化剂处理苯酚废水的研究

以MIL-101为载体,采用浸渍法制备Fe-Cu/MIL-101类Fenton催化剂,并采用X射线衍射和电子扫描电镜对催化剂进行表征。考察了进水p H、Fe/Cu摩尔比、H_2O_2浓度及催化剂投加量对催化剂性能的影响。结果表明,制备的Fe-Cu/MIL-101保持了MIL-101的骨架结构,且具有较大的比表面积,催化剂在参与反应的同时发挥了MIL-101材料的吸附作用;H_2O_2+Cu/MIL-101体系中的Cu2+不能有效分解H_2O_2生成·OH自由基,但Cu~(2+)能大大提高H_2O_2+Fe-Cu/MIL-101体系降解苯酚的速率;非均相Fe-Cu/MIL-101催化剂拓宽了Fenton反应的p H范围,在室温的条件下,p H为2～5、苯酚初始浓度100 mg/L、催化剂加入量0.5 g/L、H_2O_2浓度4.38 mmol/L,苯酚的去除率接近100%;分析降解后废水表明,Fe-Cu/MIL-101类Fenton催化剂可能将苯酚降解为烯烃、羧酸等有机物中间体。     

纳米Fe3O4/CeO2-H2O2非均相类Fenton体系对3,4-二氯三氟甲苯的降解

以浸渍法制备的新型纳米Fe3O4/Ce O2为催化剂,3,4-二氯三氟甲苯(3,4-DCBTE)为目标污染物,在Fe3O4/Ce O2-H2O2非均相类Fenton体系中对目标污染物的降解进行研究,考察催化剂的催化效果和温度、p H、H2O2投加量等因素对催化剂催化效果的影响.结果表明,以纳米Fe3O4/Ce O2作为催化剂的非均相类Fenton体系对3,4-二氯三氟甲苯的处理效果极佳;随着温度的升高,纳米Fe3O4/Ce O2的催化效果不断提高;在偏酸性环境中,p H越低催化效果越好,p H=2时反应去除效率可达96.67%;随着H2O2投加量的增加,3,4-二氯三氟甲苯的降解效率先提高后降低,投加量为15 mg·L-1时去除效果最好可达99.47%;随着催化剂投加量的增加,同样出现了处理效果先升高后降低的现象,投加量为0.5 g·L-1时催化效果最好可达99.64%.在以纳米Fe3O4/Ce O2为催化剂的非均相类Fenton体系中,3,4-二氯三氟甲苯的降解符合一级反应动力学,反应所需活化能较低只需30.26 k J·mol-1.     

FeOOH催化降解苯酚的性能研究

用沉淀法制备FeOOH,以此为催化剂采用非均相Fenton高级氧化技术降解苯酚。对催化剂的投加量、H2O2的投加量、初始pH对苯酚去除的影响进行了实验研究。结果表明,pH=3.0、双氧水的投加量为19.6mmol·L-1,催化剂的投加量为2.0 g·L-1,室温下反应10 min,苯酚的去除率可达90%以上。非均相Fenton氧化法降解苯酚能有效拓宽反应溶液pH值范围,对废水的苯酚的去除具有广阔的应用前景。     

钒酸铁类Fenton催化剂的制备及性能研究

在不同酸碱条件下,采用水热法制备了FeVO4催化剂,利用XRD、TEM、FTIR对产物表征,并将其作为非均相类Fenton催化剂氧化降解有机染料罗丹明B,研究了初始反应溶液pH值、类Fenton试剂中各组分的浓度、钒酸铁催化剂的制备条件等因素对类Fenton反应效率的影响.结果表明,制备的钒酸铁为FeVO4﹒1.25H2O,在优化条件下降解罗丹明B时60min内脱色率可达97%以上.与传统Fenton试剂相比,类Fenton催化剂具有更广泛的pH适用范围,易于与水分离,应用前景广阔.     

二茂铁催化光助非均相类Fenton氧化法处理含罗丹明B废水

采用二茂铁(Fc)替代UV/Fenton体系中的催化剂Fe2+,构建了一个新的UV/H2O2/Fc非均相Fenton反应体系,研究了该反应体系对含罗丹明B模拟废水的脱色性能.结果表明,Fc对水中UV/Fenton反应具有良好的催化活性,对罗丹明B起氧化作用的主要物质是·OH和其他活性物质.对水中罗丹明B的氧化脱色反应的催化性稳定,对Fc重复回收利用3次后对模拟废水仍有99%以上的脱色率;UV/H2O2/Fc体系处理罗丹明B的最佳工艺条件是H2O2的浓度为1.5′10-2mol/L,Fc的投加量为0.13g/L,初始pH值在2~6之间.证实了Fc作为光助非均相Fenton体系催化剂的可能性.     

光助非均相芬顿体系中羟基自由基的荧光光谱法测定与影响因素研究

以TiO2/Al2O3为载体制备了Fe2O3/TiO2/Al2O3催化剂,建立了三相流化床光助非均相芬顿反应体系.选取香豆素为羟基自由基捕获剂,采用荧光法检测光助非均相芬顿反应体系中产生的活性中间体,发现在体系中有高活性的羟基自由基生成.实验讨论了溶液的pH值、H2O2投加量、催化剂投加量、光强对光助非均相芬顿反应体系中羟基自由基生成量的影响.结果表明,以香豆素为羟基自由基捕获剂的实验方法可以较好地检测不同实验条件下光助非均相芬顿反应体系中产生的羟基自由基,且该光助非均相芬顿反应体系中羟基自由基的生成在30 min内符合零级反应动力学.溶液的pH值、H2O2投加量、催化剂投加量、光强均对反应体系中羟基自由基的生成存在一定的影响.     

非均相Fenton技术降解有机污染物的研究进展

Fenton技术在处理难降解有机物的研究中被广泛应用,较之于传统均相Fenton体系,非均相Fenton体系具有适应pH值宽、催化剂易分离回收、不易产生铁污泥等优点,已成为近年来Fenton技术领域的研究热点。文章简述了Fenton技术的发展历程,重点评述了非均相Fenton技术的研究进展。     

黄铁矿催化类Fenton反应处理阳离子红X-GRL废水

基于对天然矿物黄铁矿进行SEM、EDS表征的基础上,以黄铁矿为非均相类Fenton催化剂,以偶氮染料阳离子红X-GRL为目标污染物,考察了催化剂双氧水用量、溶液初始pH值、阳离子红X-GRL初始浓度、反应时间等因素对染料脱色效果的影响.结果表明,在H2O2浓度为26.6mg/L、矿用量1g/L、溶液初始pH值6.4左右的条件下,反应2min后,染料脱色率达95%左右.进行了黄铁矿在水溶液中的酸性氧化实验并且考察了Fe2+、SO42-浓度及溶液pH随矿重复利用次数的变化规律.初次使用的黄铁矿具有很强的酸性氧化特性,反应过程中伴随着大量Fe2+、SO42-及H+的溶出.染料的快速脱色主要是均相Fenton反应作用的结果.黄铁矿作为一种新的催化剂大大提高了类Fenton反应的催化活性,而且该新型类Fenton反应能克服传统Fenton反应适用pH范围小的局限性,拓展了Fenton反应在废水处理中的应用.     

超声强化非均相Fenton法处理甲基橙的研究

采用硅藻土负载Fe3+制备了非均相催化剂,并通过TiO2来提高催化剂的稳定性.研究了采用该催化剂的US/Fenton体系对甲基橙的降解效果.通过正交试验考察了pH值、H2O2浓度、催化剂投加量对处理效果影响的大小,分别为pH值＞H2O2＞催化剂.并通过单因素实验确定在最佳条件下:pH值=3,H2O2浓度为2 mmol/L催化剂投加量为2g/L,反应120min后,脱色率可以达到98%以上,COD的去除率也能够达到87.18%.此外Fe3+溶出实验表明TiO2可以提高催化剂的稳定性.     

固体催化改良Fenton法处理苯酚废水的研究

针对目前常规Fenton法存在的H2O2耗量大的问题,提出了以活性炭作为催化剂载体的改良Fenton法。采用常规Fenton法以及改良Fenton法对苯酚废水的处理效果进行了对比实验研究,从H2O2投加量、接触反应时间和pH值影响因子出发分析比较了常规及改良Fenton法的COD及苯酚去除率。通过比较,改良Fenton法达到了优于常规Fenton法的处理效果,H2O2投加量20 mL/L,接触反应时间100 min,pH值为3是最佳的反应条件。降低了处理成本,提高了回收利用。     

纳米Fe3 O4-H2 O2 非均相Fenton反应催化氧化邻苯二酚

由四氧化三铁(Fe3O4)-过氧化氢(H2O2)构成的非均相Fenton体系主要利用H2O2分解产生的羟基自由基氧化去除难降解有机污染物.研究了邻苯二酚在纳米Fe3O4-H2O2构成的非均相Fenton体系中的催化氧化特征,同时对实验室制备的纳米级Fe3O4和商品微米级Fe3O4两种催化剂的催化活性进行比较,并考察了H2O2初始浓度对邻苯二酚的催化氧化的影响.结果表明,自制纳米Fe3O4-H2O2体系较商品Fe3O4-H2O2体系,能更快速地去除溶液中的邻苯二酚和总有机碳(TOC),邻苯二酚的去除率接近100%,同时能迅速催化H2O2分解.邻苯二酚的催化氧化反应遵循准一级反应动力学方程,H2O2的分解反应能用三级反应动力学方程较好拟合.此外,反应过程中铁释放低于0.3 mg.L-1,不足以启动均相Fenton反应,反应机制为由界面反应控制的非均相反应机制.     

针铁矿催化过氧化氢降解PCB28

以针铁矿（α-FeOOH）为催化剂,在针铁矿与H2O2组成的非均相Fenton体系内对PCB28的降解进行了研究,讨论了针铁矿、H2O2浓度和体系pH对PCB28降解率的影响,并初步揭示了PCB28的降解机理.结果表明,PCB28在非均相Fenton体系中能发生明显的降解作用.PCB28的降解率随H2O2和针铁矿初始浓...     

非均相Fenton处理有机磷农药污染场地抽出地下水效能及影响因素

比较了不同非均相Fenton催化剂处理高浓度有机磷农药污染场地抽出地下水的COD、TP去除率以及污泥产率的差异,探究了H₂O₂投加量、非均相催化剂装填量、pH对反应效能的影响,并利用扫描电子显微镜(SEM),X射线能谱(EDS)等技术,分析了反应前后非均相催化剂表面结构特征与成分组成。结果表明:Fe₂O₃/Al₂O₃非均相催化剂具有较高的比表面积与负载Fe含量,反应后材料表面有Fe元素沉积。以Fe₂O₃/Al₂O₃、Al₂O₃、Fe₂O₃/SiO₂-Al₂O₃作为催化剂的非均相Fenton反应,其COD、TP去除率分别可达到84.72%、74.10%、75.98%与88.48%、82.80%、85.83%,均高于无固体催化剂的均相Fenton反应。ρ(H₂O₂)/ρ(COD)=0.5~2.0时,COD与TP去除率随H₂O₂投加量的增加而提升,并与非均相催化剂装填量呈正相关。同时,非均相催化剂的投加可显著降低污泥产率,扩大反应体系有效pH范围。     

普鲁士蓝@酵母菌催化剂的合成及其Fenton性能

自组装合成普鲁士蓝@酵母菌(PB@yeast)非均相Fenton催化剂,场发射扫描电镜(FE-SEM)、能量色谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)等表征结果表明PB纳米颗粒成功负载于酵母菌表面,形成稳定且高度分散的核壳结构复合微球;荧光增白剂CXT降解实验结果证明该复合微球兼备吸附与Fenton催化性能,酵母菌载体的吸附作用加快了废水中荧光增白剂CXT向催化剂活性位点的转移,促进FeⅢ-FeⅡ电子传递,显著提高了Fenton反应催化活性,酵母载体增强了PB纳米粒子的分散度与稳定性,有效解决PB纳米催化剂易团聚、易溶解的问题.PB@yeast催化剂经循环使用4次后对荧光增白剂CXT的去除效率无明显下降,表现出较好的催化效果和稳定性能.     

微米α-Fe_2O_3非均相电Fenton降解罗丹明B

以考察非均相电Fenton法处理罗丹明B(RhB)的影响因素为目的,采用水热法制备α-Fe_2O_3微米颗粒,钛涂钌铱(Ti/RuO_2-IrO_2)电极为阳极和阴极,组成非均相电Fenton体系降解RhB废水,探讨了微米α-Fe_2O_3投加质量浓度、pH和电流密度对RhB降解效果的影响,以及催化剂的循环使用效果。结果表明:当微米α-Fe_2O_3投加质量浓度为0.5 g/L,pH为3.0,电流密度为12 mA/cm~2时,反应60 min后,非均相电Fenton体系对RhB的去除率可达97.42%,且催化剂循环使用3次后,仍可以保持95%以上的去除率,具有较好的稳定性。     

纳米Fe3C/炭纤维非均相电芬顿降解二甲基砷的研究

针对结构稳定且难以靠常规方法去除的二甲基砷,制备新型负载Fe_3C纳米粒子的炭纤维催化剂,并对其非均相电芬顿降解二甲基砷进行了研究.结果表明,纳米Fe_3C/CF与阴极产生的H2O2发生电芬顿催化反应产生羟基自由基将二甲基砷降解为一甲基砷和As(V),As(V)可被同步吸附在Fe_3C/CF催化剂表面.通过考察电催化过程中初始p H、反应物初始浓度、电流强度和催化剂投加量等因素对催化氧化DMA效果的影响,表明在初始p H为3,二甲基砷初始浓度为5 mg·L~(-1),Fe_3C/CF投量为500 mg·L~(-1)的最佳条件下,经非均相电芬顿反应360 min后,二甲基砷去除率高达96%.     

非均相催化氧化处理活性艳红染料废水

以粉煤灰作为载体,制备了非均相催化剂。研究了非均相催化氧化处理98mg·L^-1活性艳红模拟染料废水的实验效果。实验结果表明,在催化剂投加量40g·L^-1、30％的H2O2投加量3mL·L^-1、pH值4、处理时间10min的最佳处理条件下,非均相催化体系对活性艳红染料的脱色率达到98．21％。对比均相催化氧化法,非均相催化氧化技术提高了对活性艳红染料的脱色率,缩短了反应时间,提高了H2O2利用效率,扩大了pH值范围,改进了Fe^2＋流失的不足。     

非均相UV/Fenton光催化降解亚甲基蓝染料废水

通过单因素实验和正交实验考察了非均相UV/Fenton法降解亚甲基蓝染料废水的影响因素,并优化了反应条件.结果表明:在FeY催化剂投加量为0.2g/L,H2O2浓度为8 mmol/L,初始pH值为4,温度为25℃,反应时间为60 min的最佳条件下,脱色率和CODCr去除率分别达到98.79%和90.15%,ρ(BOD5)/ρ(CODCr)从0.05提高至0.38.重复和再生实验表明,FeY催化剂稳定性较好,经500℃焙烧2 h可以实现催化剂的再生.     

Fenton试剂催化氧化降解含硝基苯废水的特性

探讨不同氧化剂和催化剂浓度下Fenton试剂氧化降解硝基苯的作用规律,用一元线性回归方程对不同氧化降解时间后硝基苯的相对残余浓度对反应时间的相关性进行了定量分析,结果发现硝基苯的Fenton试剂氧化降解符合一级反应动力学模式,通过回归求出了各反应条件下的一级速率常数.实验中还发现以Fenton反应过程中产生的铁离子的复合物代替Fe²⁺作为催化剂时Fenton反应不仅取得了较高的催化反应速率和降解效率,而且对硝基苯具有明显的专属性,硝基苯的降解速率可由原来的17.48mg/(L·min)提高到71.22mg/(L@min),反应5min的硝基苯去除率由9.74%提高到91.79%.用人造沸石为载体吸附该物质制成的非均相催化剂同样具有良好的催化性能.另外,在体系中引入紫外光可以促进废水中CODCr的进一步降解,提高有机物降解速率.