纳米铁降解水中偶氮染料酸性红B的动力学研究

采用硼氢化钠与硫酸亚铁液相还原法制备纳米铁,用制得的纳米铁降解水中偶氮染料酸性红B,对降解动力学规律进行了探讨。结果表明,纳米铁对酸性红B的降解过程符合表观一级反应动力学规律,表观速率常数随纳米铁用量的增加、pH的降低和反应温度的升高而增大。表观活化能为25.68kJ/mol。在相同实验条件下,纳米铁对酸性红B的降解速率比普通铁提高了4.7倍,反应活化能降低了65%。     

pH值对纳米零价铁吸附降解2,4-二氯苯酚的影响

在不同pH条件下,对纳米铁(颗粒粒径为30～40 nm)及其降解2,4-二氯苯酚反应体系进行取样,并进行透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜-能谱联用(SEM-EDX)以及电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)等形貌观测与分析表征,以考察pH值在纳米零价铁降解氯酚反应过程中的影响和作用.结果表明,在降解2,4-二氯苯酚的过程中纳米铁由分散的颗粒逐渐团聚,其表面逐渐氧化,并最终被呈针状结晶的碱式氧化亚铁(FeOOH)覆盖,从而阻碍了降解反应的进一步进行.在酸性体系中,纳米零价铁的氧化和团聚现象有所缓解,尽管会造成一部分铁量的损失,但反应产生大量的亚铁离子参与并促进了脱氯降解反应的进行,反应过程中溶液pH值有逐渐升高的趋势.不同pH条件下,纳米铁对氯酚的去除率随pH值的降低而升高,酸性条件有利于提高氯酚的还原降解速率,当pH=3时,24 h内氯酚的去除率可达到90%以上.     

超声波辅助壳聚糖/零价纳米铁降解酸性品红

用液相还原法制备的壳聚糖/零价纳米铁处理废水中染料——酸性品红,并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)和紫外可见光谱(UV-vis)等不同表征手段对颗粒物进行晶体结构、形貌与尺寸表征分析.结果发现,壳聚糖可与纳米铁形成稳定的包裹体,从而降低了纳米铁的团聚性并提高了纳米铁的反应性能及抗氧化性.在超声波辅助下,发现壳聚糖稳定纳米铁粒子对酸性品红有降解作用,置于空气中65 d后壳聚糖稳定纳米铁仍具有反应活性.在25℃、壳聚糖稳定纳米铁投加量0.4 g·L-1、溶液pH =4.96、酸性品红初始浓度100 mg·L-1的条件下,反应20 min内对酸性品红的脱色率超过99％,其降解过程符合表观一级反应动力学规律,反应的活化能为55.34kJ·mol-1,说明降解过程是化学控制过程.     

纳米Fe-C合金去除染料废水中酸性橙Ⅱ的初步研究

本文研究了碳包纳米铁对酸性橙Ⅱ的吸附。研究结果表明,在酸性橙Ⅱ初始浓度40 mg/L,碳包铁浓度1.5 g/L,转速240 r/min,p H为6.2,温度30℃的优化条件下,吸附120 min后,酸性橙Ⅱ的去除率达到90.0%,吸附量达到了24.2 mg/g;吸附前后碳包纳米铁的XRD谱图未发生明显的变化,吸附后溶液中酸性Ⅱ的UV-vis特征吸收峰几乎消失了;碳包纳米铁对酸性橙Ⅱ的吸附过程符合Langmuir吸附等温线,吸附动力学符合伪二级动力学模型。     

纳米TiO_2光催化降解酸性红B的实验研究

采用偶联剂法在聚丙烯多面球表面负载化纳米TiO2,在高压汞灯照射下,以酸性红B染料为研究对象,采用光催化氧化法进行降解处理;研究了溶液初始浓度、H2O2和Fe3+投加量、pH以及光照强度等因素对酸性红B染料降解效果的影响。     

超声波/零价铁协同降解苯酚的研究

研究了超声波/零价铁协同降解苯酚的过程,并对其降解机理进行了研究,分别考察了零价铁投加量,溶液初始浓度,初始pH值,超声功率等因素对苯酚降解的影响规律。结果表明,超声波/零价铁工艺能有效的降解水中的苯酚,零价铁的最佳投加量为0.8 g/L,苯酚浓度越低处理效果越好,苯酚在酸性条件的降解率高于碱性条件,在0~400 W超声作用下,功率越大,降解率越大;超声波与零价铁粉对苯酚的降解具有协同作用,其降解过程符合一级动力学规律。在体系中加入自由基捕获剂正丁醇抑制了苯酚的降解,说明苯酚的降解过程主要依靠羟基自由基(.OH)的氧化作用。     

纳米与微米级零价铁降解2,4,6-三氯酚动力学比较

研究了在反应表面积相近条件下,纳米与微米级零价铁(Fe0)降解水相中2,4,6-三氯酚(TCP)的动力学差异.结果表明,纳米与微米级Fe0降解TCP过程均符合准一级反应动力学,表观反应速率常数Kobs分别为0.0165h-1和0.0046h-1,其比值(3.6)接近纳米与微米级Fe0对TCP的初始吸附量比值(2.9).造成2种Fe0降解与吸附效率差异的主要原因在于颗粒表面点位单元活性不同.Fe0对TCP的作用可分为2个阶段:前一阶段非反应点位主导的吸附作用高于反应点位主导的降解作用,后一阶段刚好相反.反应过程中,纳米与微米级Fe0反应组体系pH值从初始的5.7分别升至10.5和8.2,体系pH值处于酸性范围时可提高TCP降解速率.纳米Fe0在反应过程中表面氧化不断增加,其中大部分铁氧化物沉积在颗粒表面,少量以离子态存在于水相中.     

纳米零价铁去除水中微量N-亚硝基二甲胺的研究

采用纳米零价铁催化降解水中微量N-亚硝基二甲胺(NDMA),并研究了溶解氧、纳米铁投加量、NDMA初始浓度、初始pH值、温度对纳米铁降解NDMA的影响.结果表明,纳米铁可以在中性厌氧条件下有效降解NDMA,作用效果远胜于普通铁粉;其对NDMA的去除速率随着纳米铁投加量的增加而增大,但与NDMA初始浓度无关;pH值降低或温度升高均有利于NDMA的降解.纳米铁降解NDMA存在一个启动期,启动期的长短与pH值和反应温度有关,提前活化纳米铁能有效提高反应速率.NDMA的降解产物主要是DMA和NH4+,其他产物如UDMH需进一步确认.     

纳米零价铁降解水中四氯化碳的试验研究

以四氯化碳为目标污染物,研究了不同因素对自制纳米零价铁降解水中四氯化碳的影响,并对反应产物及可能的反应路径进行了探讨.结果表明,自制纳米零价铁对四氯化碳有很好的降解效果.在pH=3和30℃的条件下,当初始四氯化碳浓度为2.0 mg·L~(-1),纳米零价铁浓度为1.0 g·L~(-1)时,去除率高达96.7%.纳米零价铁降解四氯化碳的酸碱适应范围较大(pH值3~9).随着温度升高和纳米零价铁投加量的增大,四氯化碳降解率显著提高.该反应符合一级动力学,且反应活化能较低,反应易于进行.     

耐盐菌对偶氮染料酸性红B的脱色研究

从食品加工厂含盐污水处理车间的活性污泥中分离出对偶氮染料具有脱色活性的耐盐菌体,研究了不同pH值、脱色温度、接菌量以及装液量等条件对耐盐菌体降解酸性红B的影响,并设计正交实验,获得其降解模拟偶氮染料废水的最佳反应条件.研究结果表明,耐盐菌体TAS在35℃、pH为8、装液量为50mL及接菌量为8%(体积分数)的条件下,反应10h后对浓度为50mg·L-1的酸性红B模拟废水的脱色率达91%.     

磷钨酸光催化降解染料废水研究

以253.7m紫外灯和太阳光为光源,研究了磷钨酸对几种模拟染料废水的光催化脱色性能,实验结果表明,深溶初始pH值及调节溶液pH值所用酸的类型对磷钨酸光催化活性有影响;催化剂投加量及溶液初始浓度是影响溶液脱色率的重要因素,当溶液中磷钨酸的浓度为0.03g/L,初始pH值为2,初始浓度为10mg/L的甲基橙,甲基红、酸性大红及墨水蓝溶液,阳光辐照3h,除墨水蓝外,其它各溶液脱色率均可达到90%以上。     

附着态TiO_2光降解可溶性染料的研究

研究了以黄砂为载体、TiO2为催化剂，在铁离子存在的条件下．以直管高压汞灯为光源．用模拟工业浅池的光反应器，对有机染料酸性玫瑰红B和晒化绿B进行光催化降解的可行性。结果表明，在实验条件下，本系统对以上染料有显著的光降解作用。浓度为25mg／L．的上述2种染料溶液，经30min光照，其降解率分别达92．4％和91．3％。此外，还探讨了铁离子浓度、染料浓度、染料体积、染料溶液pH值等因素对光降解的影响。     

β-环糊精接枝壳聚糖对酸性红R的吸附研究

为改善壳聚糖的吸附性能,用苯甲醛保护壳聚糖氨基,通过与环氧氯丙烷和β-环糊精的反应合成了新的吸附剂β-环糊精接枝壳聚糖,研究了其对偶氮染料酸性红R的吸附行为,考察了酸性红R的初始浓度、pH对吸附效果的影响。结果发现当酸性红R的浓度≤100mg/g时,合成物的吸附量随酸性红R浓度的增大而增加,当浓度进一步增大时,吸附量趋于平衡。合成物对酸性红R的吸附效果在pH为2～4之间最好。相比于Freundlich吸附等温式(R2=0.8476),β-环糊精接枝壳聚糖对酸性红R的吸附规律明显更符合Langmuir吸附等温式(R2=0.9977)。吸附动力学采用了准一级速率方程(R2=0.8609)和准二级速率方程来描述,结果表明吸附动力学符合准二级速率方程(R2=0.9945)。β-环糊精接枝后的壳聚糖对酸性红R的平衡吸附容量可以提高20.2mg/g。     

Evaluating the effectiveness of marine actinobacterial extract and its mediated titanium dioxide nanoparticles in the degradation of azo dyes

Aim of the present study was to synthesize titanium dioxide nanoparticles （YiO2 NPs） from marine actinobacteria and to develop an eco-friendly azo-dye degradation method. A total of five actinobacterial isolates were isolated from Chennai marine sediments, Tamilnadu, India and analyzed for the synthesis of TiO2 NPs using titanium hydroxide. Among these, the isolate PSV 3 showed positive results for the synthesis of TiO2 NPs, which was confirmed by UV analysis. Further characterization of the synthesized TiO2 NPs was done using XRD, AFM and FI＇-IR analysis. Actinobacterial crude extract and synthesized TiO2 NPs was found efficient in degrading azo dye such as Acid Red 79 （AR-79） and Acid Red 80 （AR-80）. Degradation percentage was found to be 81% for AR-79, 83% for AR-80 using actinobacterial crude extract and 84% for AR-79, 85% for AR-80 using TiO2 NPs. Immobilized actinobacterial ceils showed 88% for AR-79 and 81% for AR- 80, dye degrading capacity. Degraded components were characterized by FT-IR and GC-MS analysis. The phytotoxicity test with 500 μg/mL of untreated dye showed remarkable phenotypic as well as cellular damage to Tagetes erecta plant. Comparatively no such damage was observed on plants by degraded dye components. In biotoxicity assay, treated dyes showed less toxic effect as compared to the untreated dyes.     

纳米铁系材料与反硝化细菌复合去除地下水硝酸盐氮研究

采用不同液相还原法制备了纳米Fe、纳米Fe/Ni和油酸钠包覆型纳米Fe粒子,并将其与反硝化细菌复合应用于地下水中硝酸盐氮的去除研究中.分别考察了不同纳米铁系材料与反硝化细菌复合体系去除硝酸盐氮的反应速率及对脱氮产物生成的影响.同时,从核糖核酸(RNA)水平考察了不同纳米铁系材料对反硝化细菌的影响.结果表明,纳米Fe/Ni复合体系脱氮速率最快,6d内对硝酸盐氮的去除率可达到100%,最终产物主要为氨氮,占体系总氮的69%;而纳米Fe和油酸钠包覆型纳米Fe复合体系9d可将硝酸盐氮100%去除,氨氮的转化率分别为52%和16%.另外,从反应前后反硝化细菌总RNA浓度的变化情况看,纳米Fe/Ni复合体系、纳米Fe复合体系和油酸钠包覆型纳米Fe复合体系的反硝化细菌总RNA浓度分别降低了93%、40%和34%,可见3种纳米铁系材料对反硝化细菌毒性大小顺序为:纳米Fe/Ni纳米Fe油酸钠包覆型纳米Fe.     

醌介导染料脱色菌株的分离鉴定及特性

实验分离获得1株能够利用醌化合物使磺酸化偶氮染料脱色的菌株JL,通过形态特征、16S rDNA与16S-23S区间序列分析表明,该菌株为蜡状芽孢杆菌(命名为Bacillus cereus JL).菌株JL使酸性大红3R脱色的最佳条件为葡萄糖浓度1g/L, pH值为5~7,温度30℃,接种量0.25g/L.蒽醌-2-磺酸(AQS)、蒽醌-2,6-二磺酸(AQDS)和2-羟基-1,4-萘醌(Lawsone)均能显著提高酸性大红3R的脱色速率,其中AQS的促进作用最为明显.研究发现, 0.1mmol/L AQS能够使菌株JL对2.0mmol/L酸性大红3R保持较高的脱色速率,而且能使多种偶氮染料脱色,表现出较好的底物广谱性.利用高效液相色谱-质谱鉴定了AQS介导的酸性大红3R脱色产物,表明酸性大红3R的偶氮键发生断裂, AQS在这一过程中仅起到电子传递的作用.     

水泥负载TiO2光催化降解染料水溶液的研究

研究了以ＴｉＯ２为催化剂，且将ＴｉＯ２涂布在模拟工业水处理浅池的水泥质池底表面，以直管高压汞灯为光源，对有机染料酸性玫瑰红Ｂ和晒化绿Ｂ进行光催化降解的可行性。结果表明，在实验条件下，本系统对以上染料有显著的光降解作用，浓度为２５ｍｇ／Ｌ的上述二种染料溶液，经３０ｍｉｎ光照，其降解率分别达８８．２％，此外，还探讨了染料浓度，染料体积、染料溶液ＰＨ值等因素对光降解的影响。     

Sr_(10)Bi_6O_(24-y)的制备及其光催化活性研究

以S(rNO3)2和Bi2O3为原料,采用高温固相法在900℃煅烧2h合成了纯度较高、钙钛矿型Sr10Bi6O24-y。使用X射线衍射、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱对Sr10Bi6O24-y进行了表征。实验结果表明,Sr10Bi6O24-y光催化具有较强的光催化活性,其降解酸性红G的反应动力学符合一级反应。     

Fenton试剂处理酸性玫瑰红B的研究

采用Fenton试剂处理酸性玫瑰红B染料废水,考察了FeSO4投加量、H2O2投加量、pH值和反应时间对处理效果的影响,研究了原水的氧化还原电位和TOC的变化规律,评价了它的可生化性。结果表明,最佳pH值为3,FeSO4的适宜投加量为8mmol/L,H2O2最佳投加量为50mmol/L,此时COD去除率和脱色率分别为77.1%和92.8%,处理后该染料废水的可生化性大大提高。