铁基多相Fenton-like催化剂制备及其催化活性研究

文章采用四氧化三铁作为催化剂活性组分,蔗糖作为黏结剂,获得多孔的Fenton-1ike催化剂颗粒,并利用SEM、XRD等对催化剂的物理化学性质进行表征。通过Fenton-1ike反应中难生物降解的偶氮染料AO7的降解效率来评价自制催化剂的催化活性,研究了pH值、H2O2用量等参数对催化活性的影响。结果表明多孔的Fenton-1ike催化剂能有效地催化H2O2降解以AO7为代表的有机污染物。当溶液p H值在2.0～7.0之间,Fenton-1ike反应进行60 min后,AO7去除率在82.3%～99.84%之间。相比较传统Fenton反应的pH适用范围(一般来说为2.5～3.5),自制的Fenton-like催化剂的p H适用范围更宽,在废水处理中具有更好的应用前景。     

零价铁-过硫酸盐体系同时去除水中酸性橙7和磷

采用零价铁(ZVI)活化过硫酸盐(PS)同时去除水中酸性橙7(AO7)和磷.ZVI-PS体系可以产生强氧化性的SO·-4和HO·,从而去除水中AO7.同时,ZVI最终转化为Fe3+,因此可以用来去除水中磷.结果表明,ZVI-PS体系在酸性条件下可以有效的同时去除水中AO7和磷.淬灭实验结果表明,硫酸根自由基(SO·-4)对AO7的降解起主要作用.水中共存的阴离子和腐植酸(HA)对AO7和磷的去除均有抑制作用,其对AO7和磷去除的抑制能力排序均为:HCO-3 NO-2 HA NO-3 Cl-.AO7和磷在超纯水中的去除率高于其他实际水体,但反应60 min后,实际水体中AO7和磷的去除率也分别高达80.31%～92.69%和87.54%～100%,因此,该体系对实际水体中AO7和磷的处理有潜在的应用价值.通过紫外-可见分光光谱和GC-MS分析说明,AO7经过偶氮键断键后的中间产物进一步氧化形成含苯环类物质.同时,TOC有所降低,说明部分AO7被矿化为CO2和H2O.     

TeO2掺杂TiO2催化超声降解甲基橙溶液的研究

采用自制的TeO2 掺杂TiO2 作为催化剂 ,研究了各种因素对TeO2 掺杂TiO2 催化超声降解甲基橙的影响。研究结果表明在TeO2掺杂TiO2 作用下超声降解甲基橙的效果明显优于非掺杂TiO2 的情况。 1 .5 %掺杂的催化剂用量在 1 .5～ 2 .0g/L之间 ,超声波频率 2 5kHz,输出功率 1 .0w/cm2 ,pH为 1 .0～ 3 .0时 ,初始浓度 2 0mg/L的条件 ,80min基本可全部降解 ,COD的去除率也达到了 99.0 %。     

丙酮活化过一硫酸盐性能及非自由基机制

利用丙酮活化过一硫酸盐(Peroxymonosulfate,PMS)氧化降解酸性橙7(AO7),考察了丙酮投加量、PMS浓度、初始pH值及共存阴离子等反应条件对AO7氧化降解的影响,探讨了丙酮/PMS反应体系中的反应机制.结果表明,当初始p H为9.0、n(PMS)/n(AO7)为17.5∶1、丙酮投加量为10 mmol·L-1时,反应30 min可使AO7的降解率达到99.8%.在丙酮/PMS的活化体系中,随着丙酮投加量、PMS浓度和p H的升高,AO7的降解率也逐渐增大,碱性条件下最有利于AO7的降解.自由基淬灭实验分析表明,单线态氧(1O2)是氧化降解AO7的主要活性物种.Cl-、CO2-3对丙酮/PMS体系中AO7的降解有促进作用,离子浓度越高,AO7降解速率越快,腐殖酸(HA)的加入对AO7的降解有轻微的抑制作用.紫外可见光谱分析表明,AO7分子中的偶氮键及萘环结构被破坏,从而得到降解.     

Fe2+和零价铁活化过一硫酸盐降解酸性橙7

采用环境友好的Fe~(2+)和零价铁(ZVI)作活化剂,活化过一硫酸盐(PMS)来降解水中酸性橙7(AO7).结果表明,在Fe~(2+)-PMS体系中,AO7的降解效果不佳,但通过添加适量的络合剂,AO7的去除率会大幅提高.ZVI在PMS存在下被腐蚀,并能够缓慢、持续不断地释放Fe~(2+).ZVI-PMS体系可以在比较宽泛的pH范围(3～9)有效、快速地降解AO7,并且在酸性条件下降解速率较快.淬灭实验结果显示,硫酸根自由基(SO_4~(·-))对AO7的降解起主要作用.除了Cl~-和高浓度(50 mmol·L~(-1))的NO_3~-能够促进AO7的降解外,其他水中共存的阴离子对AO7在ZVI-PMS体系中的降解具有抑制作用,而腐殖酸(HA)则无明显影响.AO7在超纯水中的去除率高于其他实际水体,但反应90 min后,污水厂出水过滤水和胶体浓缩液中的AO7去除率也可高达98.6%和87.6%,说明ZVI-PMS可能可以有效地去除含有较高DOC含量的污水中的AO7.利用GC-MS检测到辐照后溶液中有3种中间产物,推测主要是通过AO7偶氮键断键后的中间产物进一步氧化形成.此外,TOC在一定程度上降低,说明部分AO7被矿化.     

Ni/硅胶催化过硫酸盐降解酸性橙7的研究

采用浸渍-高温煅烧法制备负载型的Ni/硅胶(SG)催化剂,借助电镜扫描(SEM)、X射线衍射(XRD)及X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂进行了表征,并对Ni/SG催化过硫酸钠(PDS)降解偶氮染料酸性橙7(AO7)的性能进行了研究,同时考察了AO7初始浓度、PDS浓度、Ni浸渍量、催化剂投量等因素对催化性能的影响。结果表明,Ni/SG上主要负载物为立方晶系结构的NiO;在初始pH值为7.0,AO7初始浓度为10 mg/L,PDS浓度为2 mmol/L,Ni/SG的Ni浸渍量和投加量分别为4%、3.0g的最佳实验条件下,Ni/SG催化PDS降解AO7的去除率达到88.9%。     

醌基修饰电极强化偶氮染料电解特性研究

本研究以具有典型偶氮结构的单偶氮染料酸性橙Ⅱ为研究对象,以电解技术为核心,在经优化的电解工艺条件下,探索不同醌类化合物修饰电极对偶氮染料的加速降解作用,并初步探讨运用电解方法降解染料的降解机理。     

二硫化钼持续活化过氧乙酸降解酸性橙7

酸性橙7(AO7)是一种典型的阴离子偶氮染料,其对环境和人类健康的潜在危害已引起人们广泛关注。该研究采用二硫化钼(MoS₂)活化过氧乙酸(PAA)降解AO7。结果表明,AO7在MoS₂/PAA体系中的降解效率要远远超过MoS₂/H₂O₂体系和MoS₂/PI体系,当ρ(MoS₂)₀=0.4 g/L、c(PAA)₀=0.4 mmol/L、初始pH为3.0时,AO7的降解率达到84.2%。此外,MoS₂/H₂O₂体系能高效降解MO、ACE、DCF、SMX和TC等多种污染物。EPR和淬灭实验表明,MoS₂/PAA体系产生的·OH、R-O·和¹O₂等是AO7降解的主要活性氧物种。紫外全波长扫描发现,AO7的偶氮键、芳香族片段(萘环和苯环)等在活性自由基的攻击下被快速破坏。...     

Co(Ⅱ)活化过氧乙酸降解有机染料研究

采用Co(Ⅱ)活化过氧乙酸(PAA)降解有机染料,主要评估了Co(Ⅱ)/PAA体系的氧化性能并考察不同因素对酸性橙(AO7)脱色的影响.结果表明:Co(Ⅱ)/PAA体系能有效脱色有机染料,其氧化能力与Co(Ⅱ)/PMS体系相当并优于Fenton体系. AO7的脱色效果随PAA和Co(Ⅱ)浓度的升高而升高,其中,[Co(Ⅱ)]_0为0.01 mmol·L~(-1)、[PAA]_0/[AO7]_0为4/1时,反应60 min可使92%的AO7脱色.弱酸或中性的环境有利于AO7的脱色,存在Cl-和HA时不利于AO7的脱色.采用抑制剂抗坏血酸、叔丁醇、甲醇等实验方法,推测Co(Ⅱ)/PAA体系中产生的CH_3COO·和CH_3COOO·是对AO7起主要降解作用的自由基.紫外可见光谱分析表明,该自由基主要攻击AO7分子中的偶氮键及萘环结构,从而达到AO7脱色效果.     

转鼓式内电解装置处理水中酸性橙Ⅱ染料

设计制作了转鼓式内电解反应装置,将铁屑与活性炭按体积比为1:1混匀后装填在转鼓内,对偶氮染料酸性橙Ⅱ(AOⅡ)进行降解实验,考察了溶液pH、转鼓转速和溶液浓度对AOⅡ降解过程的影响.结果表明,AOⅡ降解过程符合准一级动力学方程,酸性条件有利于AOⅡ的降解,转鼓转速过快和溶液浓度过高则不利于AOⅡ的降解.解决了铁炭床长时间运行板结结块的问题.AOⅡ分子在转鼓式内电解的作用下,其可见光和紫外光区的特征吸收峰逐渐降低直至消失,并新生成更容易生物降解的对氨基苯磺酸盐.     

Involvements of chloride ion in decolorization of Acid Orange 7 by activated peroxydisulfate or peroxymonosulfate oxidation

The effects of Cl^- on the decolorization of AO7 by SO₄^·- based-peroxydisulfate or peroxymonosulfate oxidation under various activated conditions were different.     

活性炭催化过二硫酸盐降解水中AO7

过二硫酸盐（persulfate,PS）活化技术是基于硫酸根自由基（SO 4^-.）的一种新型高级氧化技术.用颗粒状活性炭（GAC）常温常压下直接非均相催化PS来降解水中难生化偶氮染料AO7（acid orange 7）.结果表明,GAC/PS体系对AO7不但能够快速脱色,而且有较高的矿化率.n（PS）∶n（AO7）为...     

Enhanced activation of peroxydisulfate by strontium modified BiFeO3perovskite for ciprofloxacin degradation

A series of Sr-doped BiFeO₃ perovskites (Bi_1-xSr_xFeO₃, BSFO) fabricated via sol-gel method was applied as peroxydisulfate (PDS) activator for ciprofloxacin (CIP) degradation. Various technologies were used to characterize the morphology and physicochemical features of prepared BSFO samples and the results indicated that Sr was successfully inserted into the perovskites lattice. The catalytic performance of BiFeO₃ was significantly boosted by strontium doping. Specifically, Bi_0.9Sr_0.1FeO₃ (0.1BSFO) exhibited the highest catalytic performance for PDS activation to remove CIP, where 95% of CIP (10 mg/L) could be degraded with the addition of 1 g/L 0.1BSFO and 1 mmol/L PDS within 60 min. Moreover, 0.1BSFO displayed high reusability and stability with lower metal leaching. Weak acidic condition was preferred to neutral and alkaline conditions in 0.1BSFO/PDS system. The boosted catalytic performance can be interpreted as the lower oxidation state of Fe and the existence of affluent oxygen vacancies generated by Sr doping, that induced the formation of singlet oxygen (¹O₂) which was confirmed as the dominant reactive species by radical scavenging studies and electron spin resonance (ESR) tests. The catalytic oxidation mechanism related to major ¹O₂ and minor free radicals was proposed. Current study opens a new avenue to develop effective A-site modified perovskite and expands their application for PDS activation in wastewater remediation.     

加热与零价铁活化S2O8^2-氧化降解偶氮染料AO7的研究

以偶氮染料酸性橙AO7为目标污染物,研究了单独的热活化及零价铁（ZVI）活化S2O28-（PS）降解AO7过程温度、PS浓度及ZVI投加量对AO7降解率的影响,并将2种活化方式进行了对比,最终将其联合以期获得最好的降解效果.结果表明,热活化体系对AO7的降解符合一级动力学,其反应速率随温度（室温～90℃）升高而增加,随...     

磁性水滑石双金属催化剂吸附-催化氢还原去除水中高氯酸盐的研究

采用化学共沉淀法制备磁性钯钴水滑石催化剂(M-Pd/Co@CHT),用于吸附催化还原去除水中的高氯酸盐.同时,研究了不同溶液pH值、催化剂投加量、温度、共存离子和氢气流量等因素的影响,考察了吸附动力学和等温吸附过程.最后对反应前后材料进行表征,以明确吸附催化氢还原反应机理.结果 表明:在较宽的pH范围(5～10)内,M...     

Comparison of UV/PDS and UV/H2O2 processes for the degradation of atenolol in water

UV/H2O2 and UV/peroxodisulfate (PDS) processes were adopted to degrade a typical β-blocker atenolol (ATL). The degradation efficiencies under various operational parameters (oxidant dosage, pH, HCO3-, humic acid (HA), NO3- , and Cl-) were compared. Principal factor analysis was also performed with a statistical method for the two processes. It was found that increasing the specific dosage of the two peroxides ([peroxide]0/[ATL]0 ) ranging from 1:1 to 8:1 led to a faster degradation rate but also higher peroxide residual. Within the pH range 3-11, the optimum pH was 7 for the UV/PDS process and elevating pH benefitted the UV/H 2O2 process. The presence of HCO3- , HA, and Cl adversely affected ATL oxidation in both processes. The NO3- concentration 1-3 mmol/L accelerated the destruction of ATL by the UV/PDS process, but further increase of NO3- concentration retarded the degradation process, contrary to the case in the UV/H2O2 process. The rank orders of effects caused by the six operational parameters were pH ≈ specific dosage > [HA]0 > [NO3-]0 > [HCO3-]0 > [Cl-]0 for the UV/H2O2 process and specific dosage > pH > [HA]0 > [NO3-]0 > [HCO3-]0 >[Cl-]0 for the UV/PDS process. The UV/PDS process was more sensitive to changes in operational parameters than the UV/H2O2 process but more efficient in ATL removal under the same conditions.     

Fe0-CNTs-Cu活化O2降解水中2,4-二氯苯酚

为高效去除废水中长期残留、高毒性、难生物降解的氯苯酚类污染物,采用高能球磨-高温熔融-液相还原法制备能将氧气高效且选择性地还原为H₂O₂同时将原位产生的H₂O₂分解为·OH/O₂·^-的新型材料（Fe⁰-CNTs-Cu）,探讨了条件因素对2,4-二氯苯酚（2,4-DCP）降解效果的影响,初步分析了Fe⁰-CNTs-Cu/O₂体系的降解机理,并推测了2,4-DCP该体系下的降解途径.结果表明,Fe⁰-CNTs-Cu在优化条件下对2,4-DCP的降解率和TOC去除率分别为92.3%和54.2%.在Fe⁰-CNTs-Cu/O₂体系中形成腐蚀电池,促使O₂在CNTs表面选择性还原为H₂O₂,Cu⁰和Cu₂O、CNTs以及原位产生的Fe²⁺,将原位产生的H₂O₂催化分解为高氧化物质·OH/O₂·^-,高效氧化降解2,4-DCP.     

TiO2改性银铝催化剂选择性丙烯还原NOx硫失活机制研究

采用溶胶凝胶法制备4%Ag/Al2O3、4%Ag/10%TiO2-Al2O3催化剂.利用N2物理吸附、氮氧化物/二氧化硫程序升温脱附(NOx/SO2-TPD)以及普通/原位漫反射傅里叶变换红外光谱(FT-IR/DRIFTs)对催化剂进行表征,并探讨催化剂在含硫气氛前后选择性还原NOx活性的变化及中毒机理.结果表明在4%Ag/Al2O3催化剂中掺杂10%TiO2能提高催化剂的中低温活性以及在400℃下抗SO2中毒的能力.TiO2引入后可促进甲酸盐物种的形成从而有利于低温反应的进行;SO2与NO在同一活性位上出现的竞争吸附以及活性组分Ag的硫酸化是4%Ag/Al2O3催化剂失活的重要原因;TiO2的加入能促进NO在催化剂表面的吸附并能减弱其对SO2的吸附,同时能有效抑制活性组分Ag的硫酸化,从而提高催化剂的抗硫性.