钛基Sn或Pb 氧化物涂层电极的制备与表征

采用热分解和电沉积方法分别制备了Ti/SnO2-Sb2O3,Ti/PbO2 和Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2 三种电极.电镜照片表明,与热分解制备的Ti/SnO2-Sb2O3 电极表面呈"泥裂状"不同,电沉积Ti/PbO2 电极表面呈典型金刚石型结构;Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2 电极的氧化物中间层使PbO2 结晶显著减小,而且增加了镀层PbO2 与钛基的结合力,在连续使用较长时间后电极表面出现"蜂窝状"腐蚀坑.EDAX和XRD 分析表明,虽然电极用于电化学氧化对氯苯酚后表层物相没有发生改变,但其组成元素的含量有所变化.与Ti/SnO2-Sb2O3 和Ti/PbO2 电极相比,Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2 电极具有更高的电化学氧化性能.     

FR-CNTs-PbO2/SnO2-Sb/Ti电极性能及电催化降解罗丹明B

利用碳纳米管(CNTs)的优异性能和氟树脂(FR)的憎水性能,采用电化学共沉积法制备掺杂型FR-CNTs-PbO2/SnO2-Sb/Ti复合电极.运用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)仪对该电极的形貌和组成进行表征,采用接触角仪和阳极极化曲线对电极的电化学性能进行考察.结果表明,该电极比FR-PbO2/SnO2-Sb/Ti和PbO2/SnO2-Sb/Ti电极具有更强的憎水性能和更高的O2析出电位,这将有利于提高电极的电催化性能和电流利用效率.将FR-CNTs-PbO2/SnO2-Sb/Ti电极应用于罗丹明B(RhB)的降解研究,30 mA.cm-2电流密度下,处理10μmol.L-1RhB 15 min,RhB去除率高达90.21%.相同条件下,FR-PbO2/SnO2-Sb/Ti电极对RhB的去除率仅为69.08%.且FR-CNTs-PbO2/SnO2-Sb/Ti电极的反应速率常数为0.2215 min-1,是FR-PbO2/SnO2-Sb/Ti电极(k=0.1191 min-1)的近2倍.由此可见,较强的憎水性和较高的析氧电位,增强了FR-CNTs-PbO2/SnO2-Sb/Ti电极的电化学性质和电催化效果.     

长寿命Ti/TiO_2/SbO_2-SnO_2/SnO_2-Sb-CeO_2制备及电催化废水性能

使用电镀法制备了含SbO2-SnO2中间层的TiO2/SbO2-SnO2/SnO2-Sb-CeO2电极.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电化学工作站等分析仪器研究了中间层对电极表面结构、组分和电化学性能的影响.在大电流密度下测定了电极的强化使用寿命,并以酸性黑10B为模拟污染物研究了电极的电催化性能.研究结果表明,SbO2-SnO2中间层可有效改善电极表面结构,从而影响电极的寿命和催化性能.相比不含中间层的TiO2/SnO2-Sb-CeO2电极,加入SbO2-SnO2中间层后,电极表面的活性层更加致密和平整,寿命增加了10倍,对酸性黑10B的降解速率提高了一倍.     

水热电催化氧化法降解高浓度苯胺废水

以CuO-MnO2-CeO2/C为催化剂,对COD=9000mg·l-1,NH3-N=700mg·l-1的模拟苯胺废水进行实验,讨论了催化剂用量对实验的影响,以及pH值和温度对COD及NH3-N去除率的影响.结果表明,在T=225℃,pH=10.03时,用湿式催化氧化法(CWO)处理1h后,苯胺废水中COD的去除率高达90%左右,NH3-N的去除率可达94%以上.利用水热电催化氧化法,以RuO2/Ti为电极,NaCl为电解质,在相同条件下,135℃时COD和NH3-N的去除率都可达到96%以上.     

曝气生物滤池不同填料处理河道污水的效果

曝气生物滤池处理河道污水,具有容积负荷大、处理效率高,占地面积小的特点,但除磷效果差.为了提高曝气生物滤池除磷效果和去除COD、NH3-N和Ss的能力,本文利用贝壳、珊瑚和经过盐酸处理的铝硅酸盐作为曝气生物滤池的填料来处理河道污水.试验结果表明:在pH为中性的条件下,贝壳和珊瑚填料不能去除河道污水的磷酸盐,但经过盐酸处理后的铝硅酸盐填料对河道污水磷酸盐的去除率可达到52.19%,与传统处理方法相比,去除率提高了30%以上;贝壳填料对COD、NH3-N和SS的去除率分别为52.73%、36.75%、53.04%,珊瑚填料去除率分别为57.29%、33.44%、51.03%,经过盐酸处理的铝硅酸盐填料去除率分别为49.29%、33.20%、64.94%;珊瑚填料处理COD效果最好,去除率达到57.29%,这与该填料具有较大的比表面有关;贝壳填料去除NH3-N效果最好,达到36.75%,但与珊瑚填料和铝硅酸盐填料相比,差异不大,最大极差仅3.55%;铝硅酸盐填料去除Ss的效果最好,达到64.94%,这可能与其颗粒小,比较致密有关.综合比较各种填料处理PO4-3-、COD、NH3-N和SS的能力,采用经过盐酸处理铝硅酸盐填料作为曝气生物滤池处理河道污水的填料是适宜的,其最佳水力停留时间为4 h.     

焦化废水尾水中被O3/UV氧化的组分辨析及关键组分动力学

经过生物和化学选择性降解后残留在焦化废水尾水中的多种惰性组分,仍会对人体和水生生态系统构成重大的风险,因此将焦化废水进行深度净化是一个亟待解决的问题.以焦化废水尾水为研究对象,采用自主研制的O3/UV催化氧化流化床反应器,从焦化废水尾水成分出发,对焦化废水尾水能被O3/UV和重铬酸钾氧化的物质构成进行剖析,考察了pH、初始COD浓度对O3/UV氧化焦化废水尾水效果的影响,并对焦化废水被氧化的组分进行模拟动力学的统计性分析.实验表明,O3/UV比重铬酸钾的氧化能力更强,焦化废水尾水中能被O3/UV氧化的成分不仅包括COD,还包括对COD几乎没有贡献的NH4+-N等组分,初始pH=10—11时尾水COD氧化去除效果最佳,初始COD浓度越高,反应速率越大;O3/UV催化氧化焦化废水尾水中COD时符合一级动力学模型,而NH4+-N被O3/UV氧化反应符合零级动力学模型;由于废水中存在SCN-、CN-等含氮物质,被O3/UV氧化后使得NH4+-N浓度呈现先增后降的趋势,NH4+-N浓度达到最大值的时间与废水中含氮物质的含量呈正相关.结果表明,O3/UV催化氧化流化床反应器对焦化废水尾水具有深度处理效果,依赖于污染物组分的还原活性顺序、降解动力学的应用以及流态化的高传质效率.     

垃圾渗滤液生化出水电化学处理技术

以垃圾渗滤液生化出水为研究对象,利用Ti/RuO_2阳极、铁网双极电极及Cu-Zn阴极组成的Ti/RuO_2-Fe-Cu/Zn电化学体系进行电化学降解研究,讨论了电流密度、氯离子浓度和初始pH值对反应的影响及双极电极的作用.研究结果表明,当电流密度为100 m A·cm-2、初始氯离子浓度为2840 mg·L-1及初始pH值为8.5时,污染物的降解效率最高,电解4 h时,CODCr、NH+4-N、TN和TOC的去除率可分别达到94.12%、99.55%、94.17%和61.65%;在Ti/RuO_2-Fe-Cu/Zn电化学体系中,铁网电极的存在不仅可以强化有机物去除,并且可以有效抑制硝酸盐的积累,提升TN的去除能力;三维荧光分析表明,电解3 h,类蛋白质类物质和类腐殖质类物质荧光强度分别降低53.41%和71.02%,有机物矿化度升高.     

COD对颗粒污泥厌氧氨氧化反应性能的影响

研究了COD对颗粒污泥厌氧氨氧化反应的影响,并对颗粒污泥的厌氧氨氧化脱氮性能进行了分析.厌氧颗粒污泥取自实验室长期运行的EGSB生物脱氮反应器,实验用水为人工配水,以葡萄糖为有机碳源;主要考察了COD对NH4 -N、NO2--N、NO3--N和TN去除的影响.结果表明:当进水不含COD时,反应器对NH4 -N、NO2--N和NO3--N和TN的去除率分别为12.5%、29.1%、16.1%和16.3%;当COD浓度分别为200mg/L、350mg/L和550mg/L时,反应器对NH4 -N的去除率分别为14.2%、14.2%和23.7%,对NO2--N的去除率均接近100%,对NO3--N的去除率分别为94.5%、86.6%和84.2%,对TN的去除率分别为50.7%、46.9%和50.4%,COD去除率分别为85%、66%和60%.分析发现,在反应初期,氨氮的去除主要通过厌氧氨氧化过程实现,随着反应的进行,反硝化菌活性逐渐提高,传统的反硝化过程占优势.同时还观察到,在反应初期COD对氨氮去除的抑制作用非常明显.图2参21     

人工湿地对规模化养猪废水处理效果评价

为了提高人工湿地对养猪废水中污染物去除效果,针对复合人工湿地存在的地下水污染问题,建立与防渗膜连为一体的复合型人工湿地畜禽养殖废水系统,湿地底层铺设PE防渗膜,选用煤渣、砾石、粗砂作为湿地填料,种植美人蕉(Canna indica)、水芹菜(Oenanthe javanica)、菖蒲(Acorus calamus)、水葱(Scirpus tabernaemontani)、水葫芦(Eichhornia crassipes)湿地植物,考察复合人工湿地运行期间对养猪废水污染物的去除效率,并对温度和系统处理污染物效率的变化进行分析。结果表明:湿地植物在启动初期,对污染物的去除效率较低(NH4+-N、TP和CODCr的去除效率分别为53.6%、61.4%和41.7%),需经过一段时间形成良好的根系结构后,NH4+-N、TP和CODCr的去除能力才会稳定提高;地表流人工湿地植物在气温较高时容易枯死,在高温情况下应设置防晒措施;本研究复合人工湿地处理养猪废水污染物效率在10月达到最高,NH4+-N、TP和CODCr的去除效率分别为98.8%、62.1%和87.1%,湿地后续单元增加曝气能有效处理养猪废水中的NH4+-N;气温变化会影响人工湿地处理NH4+-N、TP和CODCr的效率,气温对NH4+-N和TP去除效果影响明显大于对CODCr去除的影响。该处理系统对养猪废水中的污染物去除效果较好,能够将废水水质提高到理想的水平,可为中小型养猪场构建人工湿地提供理论依据和技术参考。     

Fe掺杂PTFE-PbO2/TiO2-NTs/Ti电极的制备、表征及电催化性能

采用电沉积法制备了Fe掺杂PTFE-PbO2/TiO2-NTs/Ti、PbO2/TiO2-NTs/Ti、PbO2/Ti 3种电极,运用扫描电镜、X射线衍射仪观察表面形貌与形态,通过线性扫描伏安法在0.1 mol·L-1的H2SO4中测定电极的析氧极化曲线.以对硝基酚(p-NP)为目标污染物,考察了电极的电催化活性,在20 mA.cm-2电流密度下降解100 mg·L-1 p-NP,120 min时表观速率常数分别为0.0370 min-1、0.0265 min-1和0.0180 min-1,COD去除率分别为77.38%、74.07%、66.18%,研究发现在相同的条件下Fe掺杂PTFE-PbO2/TiO2-NTs/Ti性能更佳,矿化更完全.     

SnO2薄膜光波导传感元件检测二甲苯蒸气

利用SnO2薄膜光波导传感元件,研究了检测二甲苯蒸气的新方法.采用溶胶-凝胶法制备了SnO2薄膜/锡掺杂玻璃光波导元件,将该元件固定在光波导气体检测系统,对挥发性有机物蒸气进行检测.实验结果表明,室温下该敏感元件对二甲苯蒸气有较高的选择性响应.对于体积分数为2.5×10-7的二甲苯蒸气,响应和恢复时间分别为5s和36s.该元件具有响应快、可逆性好、灵敏度高等特点.     

High photocatalytic removal of NO gas over SnO2 nanoparticles under solar light

Environmental Chemistry Letters - Tin oxide nanoparticles (SnO2 NPs) with a diameter less than 10 nm are usually used in waste water treatment via the photocatalytic reaction. However,...     

Synthesis of SnO2 quantum dots mediated by Camellia sinensis shoots for degradation of thiamethoxam

Abstract

A novel method of synthesis of tin dioxide quantum dots employing Camellia sinensis shoots as reducing agent and stabilizer is presented. The quantum dots were characterized by UV spectroscopy, X-Ray diffraction analysis, Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy and transmission electron microscopy. The crystalline tin dioxide quantum dots with an average size of 4.3?nm were of flake like morphology capped by phenolic compounds of Camellia sinensis. The quantum dots were employed for the photocatalytic degradation of thiamethoxam resulting in 57% degradation within 45 mins.     

Visible light sensitive activated carbon-metal oxide (TiO2, WO3, NiO,and SnO) nano-catalysts for photo-degradation of methylene blue: a comparative study

Four composites of metal oxide doped with activated carbon with a metal oxide weight of 20% were prepared using mechano-mixing method. The nano-catalysts were characterized by N₂-adsorption–desorption, X-ray diffraction analysis, transmission electron microscopy, Fourier-transform infrared spectroscopy, UV-diffuse reflectance, and photoluminescence spectroscopy. Photo-catalytic degradation of methylene blue dye under UV 254 nm and visible light was examined. In general, prepared catalysts are more active for degradation of dye under visible light than UV, reaching 96% within 180?min irradiation using the SnO catalyst. Photo-degradation of methylene blue followed pseudo first order reaction mechanism with a rate constant of 14.8?×?10^?3?min^?1, and the time required for removal of 50% of dye was 47?min.     

Editorial board page for “Chemistry in Ecology”, Volume 2, Number 2

This is a scanned image of the original Editorial Board page(s) for this issue.     

Photocatalysis of aqueous PFOA by common catalysts of In2O3, Ga2O3, TiO2, CeO2 and CdS: influence factors and mechanistic insights

Environmental Geochemistry and Health - Gallium oxide (Ga2O3), titanium dioxide (TiO2), cerium dioxide (CeO2), indium oxide (In2O3) and cadmium sulfide (CdS) were commonly used under UV light as...     

Immobilization of Cu2+, Zn2+, Pb2+, and Cd2+ during geopolymerization

The present research explored the application of geopolymerization for the immobilization and solidification of heavy metal added into metakaolinte. The compressive strength of geopolymers was controlled by the dosage of heavy metal cations, and geopolymers have a toleration limit for heavy metals. The influence of alkaline activator dosage and type on the heavy metal ion immobilization efficiency of metakaolinte-based geopolymer was investigated. A geopolymer with the highest heavy metal immobilization efficiency was identified to occur at an intermediate Na₂SiO₃ dosage and the metal immobilization efficiency showed an orderly increase with the increasing Na⁺ dosage. Geopolymers with and without heavy metals were analyzed by the X-ray powder diffraction (XRD) and Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. No crystalline phase containing heavy metals was detected in geopolymers with heavy metal, suggesting that the crystalline phase containing heavy metals is not produced or most of the phases incorporating heavy metals are amorphous. FTIR spectroscopy showed that, with increasing heavy metal addition, an increase in NO3- peak intensity was observed, which was accompanied by a decrease in the CO32- peak.