CaO2及H2O2类Fenton降解土壤石油烃污染

采用H_2O_2/Fe(Ⅲ)/柠檬酸类Fenton体系和CaO_2/Fe(Ⅲ)/柠檬酸类Fenton体系修复土壤石油污染,考察了氧化剂种类、氧化剂投加量、 Fe(Ⅲ)浓度和柠檬酸浓度对柴油降解效果的影响,并进一步研究比较了CaO_2/Fe(Ⅲ)/柠檬酸和H_2O_2/Fe(Ⅲ)/柠檬酸2种修复方式对土壤原著微生物群落变化及豌豆植株生长所带来的生态毒性效应。单因素实验结果表明:在其他条件相同的情况下,CaO_2类Fenton降解柴油效果优于H_2O_2类Fenton降解效果;柴油降解率随着氧化剂投加量、Fe(Ⅲ)和柠檬酸浓度的增大呈现先增后降的趋势。当CaO_2浓度为166.67 mmol·L~(-1)、Fe(Ⅲ)浓度为27.78 mmol·L~(-1)、柠檬酸浓度为27.78 mmol·L~(-1)时,反应24 h后,土壤中柴油降解率达到44.14%。生态毒性实验表明:CaO_2类Fenton处理后土壤微生物群落的丰富度和多样性指数均有所提高,H_2O_2类Fenton处理后均有所降低,2种处理方式均在不同程度上改变了土壤微生物群落的优势菌门构成;CaO_2及H_2O_2类Fenton处理均抑制了豌豆植株的生长,发芽率、植株干重、株高、叶绿素含量等测试指标均下降,其中H_2O_2类Fenton处理的抑制效果更为明显。进一步分析可知,CaO_2类Fenton处理技术比H_2O_2类Fenton处理技术更适用于石油污染土壤修复。     

Fenton氧化对硝基苯酚过程中Fe2+/Fe3+的氧化还原机制

Fenton降解对硝基苯酚(PNP)过程中,Fe2+经历一个快速氧化后快速还原,最后在高浓度水平上保持稳定的变化过程。通过分析中间产物的变化过程,发现有机中间产物氢醌和苯醌构成一对氧化还原体系催化Fe3+向Fe2+的转化,本研究从Fe2+/3+转化机制的角度进一步明确了Fenton降解PNP的机理。     

Fe(Ⅲ)/丙酮酸钠体系光解过程中生成的 Fe(Ⅱ)浓度和·OH的浓度变化

以日光灯和金属卤化物灯为主要光源,以Fe(Ⅲ)/丙酮酸钠体系光化学过程中产生的Fe(Ⅱ)和·OH为主要检测对象,探讨了Fe(Ⅲ)/丙酮酸钠体系光解过程中生成的Fe(Ⅱ)和·OH的浓度变化.结果表明,Fe(Ⅲ)/丙酮酸钠体系的光解过程不仅能产生Fe(Ⅱ)和·OH;在丙酮酸钠过量的情况下,光解过程还存在着Fe(Ⅲ)/Fe (Ⅱ)的循环;Fe(Ⅱ)浓度和·OH累积浓度均在pH 3.00时最大;体系的光化学过程中会伴随pH的升高;初始Fe(Ⅲ)浓度和初始丙酮酸钠浓度的提高都有利于Fe(Ⅱ)浓度和·OH累积浓度的提高.     

腐殖酸还原Fe(Ⅲ)的影响因素研究

研究了腐殖酸还原溶解性Fe(Ⅲ)反应的影响因素,以及腐殖酸对赤铁矿、磁铁矿、针铁矿和钢渣4种含Fe(Ⅲ)矿物的还原作用,探讨了腐殖酸还原溶解Fe(Ⅲ)的反应机制.结果表明,腐殖酸还原溶解性Fe(Ⅲ)的反应符合零级动力学方程.增加腐殖酸或溶解性Fe(Ⅲ)浓度、降低pH或使用可见光照射均能促进反应进行.腐殖酸能直接还原含Fe(Ⅲ)矿物生成溶解性Fe(Ⅱ),对不同含Fe(Ⅲ)矿物的还原效果依次为针铁矿>赤铁矿>磁铁矿>钢渣.红外光谱分析表明,腐殖酸含有的还原性官能团酚羟基和羧基与溶解性Fe(Ⅲ)络合在一起形成稳定的螯合结构,传递电子给溶解性Fe(Ⅲ).溶解性Fe(Ⅲ)得到电子,生成溶解性Fe(Ⅱ).     

Fenton氧化-絮凝耦合去除水中As(Ⅲ)的机理

为了改善亚铁(Fe(Ⅱ))絮凝去除水中As(Ⅲ)的效果,对Fe(Ⅱ)/H2O2(Fenton试剂)氧化-絮凝耦合工艺进行了研究。以5 mg/L的As(Ⅲ)模拟废水为处理对象,对比了Fenton氧化-絮凝耦合处理As(Ⅲ)和单一Fe(Ⅱ)絮凝的效果。结果表明:单一絮凝对总砷的去除率只有60%左右,而氧化-絮凝耦合的去除率可达99.3%;氧化-絮凝耦合产生的絮体粒度约为单一絮凝的3倍,明显增强了絮凝沉降性能。SEM、XRD、BET测试结果表明:Fenton氧化-絮凝耦合去除水中As(Ⅲ)产生的絮体初级粒子是一种无定形纳米颗粒;氧化-絮凝耦合反应产生的Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)混合态水解形成纳米胶体,对As(Ⅴ)的絮凝吸附优于As(Ⅲ)。氧化还原电位的测定表明As(Ⅲ)被迅速氧化为As(Ⅴ),且是一种原位氧化-絮凝反应过程。     

Fe(Ⅲ)微生物还原机理及其研究进展

厌氧异养型微生物还原Fe(Ⅲ)的同时可以氧化降解有机物,在污染环境修复中具有积极的作用.目前对Fe(Ⅲ)微生物还原的物理、生物化学特性的认识还十分有限.总结了近年来自然环境中Fe(Ⅲ)还原菌的单菌种分离情况和混合菌的降解作用,探讨了Fe(Ⅲ)还原以及有机物降解的机理,分析了Fe(Ⅲ)可能对微生物产生的抑制作用,并提出了进一步研究的方向.     

MnO2催化Fenton试剂降解苯酚废水

实验对MnO2催化Fenton试剂氧化高浓度苯酚废水的动力学特性和去除效果进行了研究。结果表明,MnO2可以提高Fenton试剂体系对苯酚的降解率以及COD的去除率;Fenton试剂以及MnO2催化Fenton试剂氧化苯酚废水体系中苯酚的降解都符合拟一级动力学模型。在MnO2催化Fenton试剂氧化体系中,苯酚的降解速率常数有明显提高,反应活化能也有所降低,说明MnO2的加入可以使反应容易进行。废水降解前后紫外可见吸收光谱和红外谱图表明,Fenton试剂法将苯酚可能降解为羧酸、烯烃等有机物中间体。     

Fe(Ⅲ)-酒石酸盐配合物对双酚A模拟废水的光处理

主要研究了卤灯光照下,Fe(Ⅲ)-酒石酸盐配合物体系对双酚A(BPA)的光化学降解,考查了光源、初始pH值、各反应物初始浓度等因素对双酚A光降解的影响。结果表明:卤灯或太阳光照射下,BPA在Fe(Ⅲ)-酒石酸盐配合物体系中能够有效地实现光降解;光强从8.8×104Lux增加到1.2×105Lux,BPA降解率从68.9%提高到92.8%;BPA的降解率及Fe(Ⅲ)-酒石酸盐配合物光解过程中产生的.OH浓度均随pH增大而减小;Fe(Ⅲ)-酒石酸盐配合物光氧化BPA过程中溶液的pH逐渐升高;过量的酒石酸盐有利于Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)的循环进行。     

不同条件下Fe(Ⅲ)催化有机酸光化学还原 Cr(Ⅵ)的比较研究

为开发含Cr(Ⅵ)废水处理工艺提供必要资料,对不同条件下Fe(Ⅲ)催化有机酸光化学还原Cr(Ⅵ)进行了比较研究.研究结果表明,Cr(Ⅵ)的还原不仅受pH、Fe(Ⅲ)或有机酸的起始浓度以及共存阳离子的影响,而且还与有机酸种类有关.低pH的酸性条件有利于cr(Ⅵ)的光化学还原,在pH 3.0条件下经3h后的还原率达89.9％,在pH 5.0经3h后其还原率为37.3％.Fe(Ⅲ)或有机酸起始浓度增高会促进Cr(Ⅵ)的还原,在pH3.0和Fe(Ⅲ)浓度高于Cr(Ⅵ)浓度条件下导致在3h后Cr(Ⅵ)的光化学还原率达100％.共存Al(Ⅲ)或Cu(Ⅱ)会抑制Cr(Ⅵ)的光化学还原.由Fe(Ⅲ)催化3种有机酸对Cr(Ⅵ)的光化学还原作用大小次序为:酒石酸＞柠檬酸＞苹果酸.还对不同条件影响Cr(Ⅵ)的光化学还原可能机制作了讨论.     

FeAlOx/MMT催化Fenton反应降解高浓度苯酚废水

以蒙脱土为载体制备负载型Fe/Al复合氧化物(FeAlOx/MMT)用于催化Fenton反应降解高浓度苯酚废水。实验结果表明,活性相FeAlOx中Fe/Al摩尔比为0.22时制备所得催化剂对Fenton反应具有最佳活性,且Fe/Al复合氧化物并未嵌入蒙脱土层间。在低温和高pH条件下催化体系存在诱导期,诱导期内FeAlOx/MMT缓释出Fe离子并进而由Fe离子催化溶液中的Fenton反应。通过对非均相催化降解苯酚废水的动力学研究发现,H2O2初始浓度、溶液的pH和反应温度对COD降解效率具有显著影响。调节降解过程中的温度序列和氧化剂引入程序能够缓解高温和高双氧水浓度双重因素耦合导致的HO.自消耗。在优化的降解条件下使用理论用量的H2O2可使得1 g/L的苯酚废水中苯酚降解率达到100%,而COD的降解率则达到97%。     

Fe(Ⅲ)-酒石酸盐配合物体系的光解特性

以Fe(Ⅲ)-酒石酸配合物体系光化学过程中产生的Fe(Ⅱ)和.OH为主要检测对象,探讨了Fe(Ⅲ)-酒石酸配合物体系光化学反应的基本规律及影响因素。结果表明,体系的光化学过程能产生Fe(Ⅱ)和.OH;产生Fe(Ⅱ)的速率远高于产生.OH的速率;Fe(Ⅱ)生成浓度在pH 3.50时最大,.OH则在pH 3.00时最大;配合物的光化学过程中会伴随pH的升高;在照度为3.6×103Lux的日光灯照射下,Fe(Ⅲ)-酒石酸盐配合物初级光解的速率常数为2.1×10-3S-1;Fe(Ⅱ)是高价重金属的主要还原剂,.OH是有机物的主要氧化剂。     

MnO2表面结合Fe(Ⅱ)对三氯乙烯的还原脱氯作用

通过批量实验研究了Fe(Ⅱ)、MnO2和MnO2表面吸附Fe(Ⅱ)这3种体系对溶液中三氯乙烯的还原脱氯作用。发现Fe(Ⅱ)吸附在MnO2表面时,对三氯乙烯的脱氯作用最强,氯代降解产物为顺-二氯乙烯(cis-DCE),且反应符合准一级动力学。进一步实验表明,保持Fe(Ⅱ)浓度为1 mmol/L,反应速率常数kobs和三氯乙烯去除率随pH升高(5.0～9.0)而增加,最大值分别为1.62×10-1h-1、70.4%;固定pH=7.0,kobs和三氯乙烯去除率随其Fe(Ⅱ)浓度增加(1～3mmol/L)而增大。Fe(Ⅱ)浓度继续增加,kobs和三氯乙烯去除率反而减小。pH=7.0,Fe(Ⅱ)浓度为3 mmol/L时,kobs和三氯乙烯去除率达到最大值,分别为2.86×10-1h-1和85.7%。     

FeAlO_x/MMT催化Fenton反应降解高浓度苯酚废水

以蒙脱土为载体制备负载型Fe/Al复合氧化物（FeAlOx/MMT）用于催化Fenton反应降解高浓度苯酚废水。实验结果表明,活性相FeAlOx中Fe/Al摩尔比为0.22时制备所得催化剂对Fenton反应具有最佳活性,且Fe/Al复合氧化物并未嵌入蒙脱土层间。在低温和高pH条件下催化体系存在诱导期,诱导期内FeAlOx/MMT缓释出Fe离子并进而由Fe离子催化溶液中的Fenton反应。通过对非均相催化降解苯酚废水的动力学研究发现,H2O2初始浓度、溶液的pH和反应温度对COD降解效率具有显著影响。调节降解过程中的温度序列和氧化剂引入程序能够缓解高温和高双氧水浓度双重因素耦合导致的HO.自消耗。在优化的降解条件下使用理论用量的H2O2可使得1 g/L的苯酚废水中苯酚降解率达到100%,而COD的降解率则达到97%。     

Fenton试剂协同TiO_2光催化降解三氯乙酸及协同机理

为了研究Fenton试剂协同TiO2光催化降解三氯乙酸(TCAA)的反应及其协同机理,在自制的光催化反应装置中分别考察了Fenton、UV/TiO2及Fenton/UV/TiO23个反应对TCAA的降解情况。研究结果表明,在TCAA初始浓度为2.0 mg/L,TiO2用量为1.0 g/L,紫外辐射光源为15 W(λmain=254 nm)的实验条件下,Fenton试剂协同TiO2光催化降解TCAA反应在pH 3~7范围内均有较高的降解率;TCAA在Fenton、UV/TiO2及Fenton/UV/TiO23个反应中的一级反应速率常数分别为0.0009、0.0131和0.0456 min-1;Fenton试剂与TiO2光催化反应间存在较明显的协同效应,其协同机理主要体现在两个方面:一是紫外光激发Fe(OH)2+和H2O2分解产生更多的·OH,二是Fenton试剂中部分被氧化成的Fe3+可与TiO2表面的光生电子结合被还原为Fe2+,抑制了光生电子与空穴的复合,从而提高了TiO2光催化降解TCAA的效率。     

高价铬及双酚A在铁-乳酸体系中的同时光处理

研究了Fe(Ⅲ)-乳酸配合物体系同时对Cr(Ⅵ)的光还原及双酚A(BPA)的光氧化处理,考察了光源、初始pH值、Fe(Ⅲ)、乳酸盐、Cr(Ⅵ)及BPA初始浓度等因素对Cr(Ⅵ)及BPA光处理效率的影响。结果表明:光照条件下,铁-乳酸配合物能有效实现对六价铬及BPA的同时光处理。同一体系中,Cr(Ⅵ)的光还原快于BPA的光氧化,Fe(Ⅲ)初始浓度的增加可同时提高Cr(Ⅵ)的光还原效率和BPA的光氧化效率;Fe(Ⅲ)-乳酸盐配合物光解产生的Fe(Ⅱ)是Cr(Ⅵ)的主要还原剂,其次级光反应中产生的.OH是BPA的氧化剂。     

Fenton氧化水中间氯硝基苯的动力学与机制研究

结合Fenton氧化反应动力学模型研究了Fenton氧化水中间氯硝基苯(m-ClNB)的影响因素和降解机制.结果表明:(1)反应初始pH、H2O2浓度、Fe2+浓度、污染物初始浓度和反应温度对m-ClNB的降解均有明显影响.在反应初始pH为3.5、m-ClNB初始摩尔浓度为0.444mmol/L、H2O2摩尔浓度为21.55mmol/L、Fe2+摩尔浓度为0.054mmol/L、反应温度为(25土1)℃的条件下,m-ClNB的去除效果较好.(2)建立了Fenton氧化m-ClNB的准一级反应动力学模型,且m-ClNB的降解与该模型拟合良好.基于不同反应温度时的准一级反应速率常数(kap),得到了m-ClNB降解的阿累尼乌斯公式,且活化能为36.51kJ/mol.(3)气相色谱(GC)/质谱(MS)和高效液相色谱(HPLC)/MS分析表明,Fenton氧化m-ClNB的主要产物有4-氯-2-硝基苯酚及其同分异构体、羟基乙酸、草酸、丁二酸、丙二酸、6-氯己酸、乙醛酸、2,2-二羟基丙二酸和2-乙基丙二酸等.     

还原剂添加的矿物聚合物对Cr(Ⅵ)的解毒/固化

在对现有Cr(Ⅵ)污染控制方法分析的基础上,提出用还原剂添加的矿物聚合物对Cr(Ⅵ)进行解毒/固化的研究思路。以煤矸石为原料,以水玻璃和Na OH为碱性激发剂,合成矿物聚合物;以Fe Cl2·4H2O为还原剂,用还原剂添加的矿物聚合物对Cr(Ⅵ)进行解毒/固化实验,并采用XRD、TEM/EDS、XPS对固化体进行检测。当添加的Fe(Ⅱ)与Cr(Ⅵ)的摩尔比≥3∶1时,矿物聚合物中总铬的浸出浓度小于1 mg/L,铬固化率大于99%。还原剂添加的矿物聚合物对Cr(Ⅵ)最大固化量为0.8%。在合成过程中,Fe(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)添加的矿物聚合物发生了氧化还原反应,Fe(Ⅱ)被氧化成了Fe(Ⅲ),Cr(Ⅵ)被还原成了Cr(Ⅲ),随后Fe(Ⅲ)和Cr(Ⅲ)同时被矿物聚合物中的—OAl(-)(OH)3吸引,并固化在非晶质结构中。     

Fenton氧化法对磺胺类抗生素的降解动力学

采用Fenton氧化法同时降解水溶液中磺胺吡啶(SPY)、磺胺二甲基嘧啶(SMZ)和磺胺甲噁唑(SMX)。系统考查了初始H2O2浓度、Fe2+浓度、pH对3种磺胺类抗生素降解性能的影响。结果表明,3种磺胺抗生素被完全降解的最佳Fenton氧化条件是:H2O2浓度为2.0 mmol/L,Fe2+浓度为0.10 mmol/L,pH为3.0~3.5,反应时间为20 min。Fenton试剂对3种磺胺类抗生素的降解符合一级反应动力学,速度常数为0.0318~0.2002 min-1。     

Fenton试剂氧化降解聚丙烯酰胺污水及其反应动力学研究

采用Fenton试剂氧化处理聚丙烯酰胺(HPAM)污水取得了良好的效果.通过正交试验得到了Fenton试剂各影响因素的影响权重,并通过单因素实验确定了最佳实验条件.研究了Fenton试剂中各影响因素的作用机制,在最佳实验条件下,HPAM的降解率能达到近89%.针对Fenton试剂氧化处理HPAM的反应特性,深入研究了反应动力学模型,确定反应为一级反应.     

丙酮酸钠光解引发染料水溶液的脱色

对丙酮酸钠紫外光解所引发的染料橙黄Ⅱ的脱色进行了研究,讨论了pH值、丙酮酸钠初始浓度、染料初始浓度及外加Fe(Ⅲ)对橙黄Ⅱ光致脱色的影响,比较了4种染料的脱色效果,并对反应机理进行了初步探讨.实验表明,丙酮酸盐对染料有较高的光降解脱色效率;pH为3.0～8.0的范围内,橙黄Ⅱ都有很高的脱色率;丙酮酸盐的初始浓度越大,橙黄Ⅱ脱色率和反应初始速率越大;橙黄Ⅱ浓度越大,其脱色率越低,但反应初始速率变化不大;外加Fe(Ⅲ)会抑制橙黄Ⅱ脱色;Fe(Ⅲ)-丙酮酸在水体中也能产生·OH;橙黄Ⅱ的脱色是由丙酮酸钠光解产生的活性自由基等所致,但不是·OH.