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相似文献
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1.
为研究纳米Fe/Co合金对含TCs(盐酸四环素)废水的类Fenton催化性能,以及催化降解体系pH、H2O2投加量和活性成分浸出等因素对催化性能的影响.采用液相还原法制备纳米Fe/Co合金,并通过对比试验探究其类Fenton催化性能,Fe、Co的浸出量及其表面积结构变化与活性之间的关系.添加纳米Fe/Co合金的条件下,采用单因素分析方法研究体系pH、H2O2投加量和初始TCs浓度分别对TCs去除率的影响.结果表明:①在纳米Fe/Co合金制备过程中,添加PVP(聚乙烯吡咯烷酮)不仅能有效防止纳米Fe/Co合金发生团聚,且促进纳米Fe/Co合金比表面积增大(BET为113.8 m2/g).②纳米Fe/Co合金具有拓宽催化体系pH使用范围的优势;在pH为3.0~9.0范围内,纳米Fe/Co合金对30 mg/L TCs的去除率(87.2%~91.7%)远大于FeCl2(0~30.7%)和纳米Fe的去除率(0~28.2%);H2O2投加量超过150 mmol/L后,TCs的去除率达到最佳(86.2%).③纳米Fe/Co合金催化体系中(pH为3.0~11.0),活性成分Fe、Co浸出量分别为0.20~0.35和0.20~1.00 mg/L,均满足我国GB 3838—2002《地表水环境质量标准》,长期使用也不会造成浸出成分(Fe、Co)在环境中大量累积,对生态环境等可能造成的潜在风险大大降低.④纳米Fe/Co合金具有再利用性,催化利用4次后,对TCs的去除效果仍达50.0%以上.研究显示,纳米Fe/Co合金对去除TCs具有较高催化性能和再利用性,利于拓宽催化体系pH使用范围,具有稳定活性成分Fe、Co浓度的优势.   相似文献   

2.
《环境科学与技术》2021,44(8):108-115
针对氯代烃的去除,铁的双金属纳米材料被证实具有十分广阔的应用前景。然而,大量研究表明基于铁的双金属材料在还原条件下对低氯代烷烃活性不高。因此,该研究基于ACF-Fe/Ni构建还原-氧化耦合体系,系统地探究对四氯化碳(CT)降解及其脱氯产物矿化的效能及机制,并深入地探讨ACF-Fe/Ni剂量、CT初始浓度、H_2O_2的浓度及环境温度对CT去除效率的影响。结果表明,基于ACF-Fe/Ni的还原-氧化耦合体系能够高效地去除CT。在ACF-Fe/Ni投加量为0.50 g/L、溶液初始pH为7.0、6.0 mg/L的CT及20.0 mmol/L的H_2O_2反应条件下,CT及其脱氯产物之间的碳平衡值仅为17.2%,TOC去除率达到18%,相比较单独ACF-Fe/Ni还原体系下CT的矿化度(6%),有了较大的提升。ACF-Fe/Ni投加量的增加能够明显地提升CT的降解效率及其脱氯产物DCM的去除率;H_2O_2浓度最优值为20.0 mmol/L;羟基自由基(·OH)为氧化体系中主要存在的活性自由基,对DCM的降解矿化起到了主导作用。  相似文献   

3.
基于纳米铁系材料易团聚、使用寿命短等缺点,本文利用"绿色"、可降解的海藻酸钙包覆Ni/Fe纳米颗粒(CA-Ni/Fe NPs)同时去除水溶液复合污染物铜离子和氯苯.结果发现,降解120 min后,CA-Ni/Fe NPs对混合液中初始浓度为50 mg·L-1铜离子的去除率为85.9%,而对于50 mg·L-1氯苯的去除率则为95.7%.这说明由于纳米Ni/Fe催化剂的高反应活性,CA-Ni/Fe NPs可以用于同时去除复合污染物.实验同时发现,铜离子和氯苯的去除率均随着体系温度、投加量、pH值的升高而增大.动力学和热力学实验研究表明,铜离子和氯苯的同步去除符合伪一级动力学,并且是化学吸附占主导的反应,提出了CA-Ni/Fe NPs对氯苯脱氯降解和还原铜离子的机理.将CA-Ni/Fe NPs用于处理废水,经过3次使用之后同时去除水溶液中铜离子和氯苯的效率分别维持在83.8%和91.7%.  相似文献   

4.
采用化学浸渍法将Fe@Fe2O3纳米线负载在活性炭纤维/泡沫镍上组成Fe@Fe2O3/ACF/Ni复合阴极,以钛基铂(Pt/Ti)为阳极,考察载铁量、初始pH值和不同电化学体系对除藻效果的影响,探究无供氧条件下Pt/Ti-Fe@Fe2O3/ACF/Ni电化学体系除藻的效能;基于·OH间接检测、铁离子浓度、H2O2浓度及pH值的分析和·O2-的检测研究Pt/Ti-Fe@Fe2O3/ACF/Ni中性电化学体系反应机制.结果表明,当制备阴极阶段投加0.03g FeCl3×6H2O,初始藻浓度为0.7×109~0.8×109个/L,电流密度为75mA/cm2,初始pH6.2时,电解60min,该体系除藻率可达到92.3%.在Pt/Ti-Fe@Fe2O3/ACF/Ni电化学体系中,Fe@Fe2O3/ACF/Ni阴极可通过电化学反应产生大量·OH和·O2-,使藻细胞破裂死亡;该体系除藻的主要机理是非均相电Fenton反应.  相似文献   

5.
采用化学浸渍法将Fe@Fe2O3纳米线负载在活性炭纤维/泡沫镍上组成Fe@Fe2O3/ACF/Ni复合阴极,以钛基铂(Pt/Ti)为阳极,考察载铁量、初始pH值和不同电化学体系对除藻效果的影响,探究无供氧条件下Pt/Ti-Fe@Fe2O3/ACF/Ni电化学体系除藻的效能;基于·OH间接检测、铁离子浓度、H2O2浓度及pH值的分析和·O2-的检测研究Pt/Ti-Fe@Fe2O3/ACF/Ni中性电化学体系反应机制.结果表明,当制备阴极阶段投加0.03g FeCl3×6H2O,初始藻浓度为0.7×109~0.8×109个/L,电流密度为75mA/cm2,初始pH6.2时,电解60min,该体系除藻率可达到92.3%.在Pt/Ti-Fe@Fe2O3/ACF/Ni电化学体系中,Fe@Fe2O3/ACF/Ni阴极可通过电化学反应产生大量·OH和·O2-,使藻细胞破裂死亡;该体系除藻的主要机理是非均相电Fenton反应.  相似文献   

6.
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   总被引:4,自引:1,他引:3  
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.  相似文献   

7.
研究了初始pH值、Fe2+浓度、Fe/NH4+物质的量比对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(A.ferrooxidans)体系中Fe2+氧化率、总Fe沉淀率、次生铁矿物矿相的影响,并比较矿物对AMD中Cr(VI)、As(Ⅲ)的去除效果.结果表明,当NH4+浓度在A.ferrooxidans耐受范围内时,Fe2+氧化及总Fe沉淀去除效果不受影响,表现在160,80,20mmol/L的Fe2+分别在72,48,24h内被完全氧化,培养至终点时(96h)平均总Fe沉淀率分别为24.03%,19.46%,8.13%.在Fe2+=160mmol/L体系中,Fe/NH4+=2.0、pH=2.6处理获得纯净施氏矿物;而当Fe/NH4+≤1.0、pH≤2.3时,次生铁矿物的合成途径开始向黄铵铁矾转移.Fe/NH4+=2.0的各酸性体系合成矿物对Cr(VI)、As(Ⅲ)去除能力存在显著差异,依次为pH=2.6 > pH=2.3 > pH=2.0.分析表明,次生铁矿物的表观结构和比表面积是影响有毒元素去除效果的主要原因.  相似文献   

8.
利用高铁酸钾活化亚硫酸钠(Fe(Ⅵ)/Na2SO3体系),探究其对阿特拉津(ATZ)的降解效能;鉴别了反应体系主要活性组分,并考察了Na2SO3投加量、反应溶液pH值和水质背景成分对ATZ降解效能的影响.结果表明:当Fe(VI)和Na2SO3的投加量分别为50和200μmol/L时,反应10s后Fe(Ⅵ)/Na2SO3体系对ATZ的降解效能达到74.4%,单独Fe(VI)(50μmol/L)和单独Na2SO3(200μmol/L)对ATZ的去除率仅为10.2%和7.5%.探针化合物和溶解氧作用等实验证实体系中主要的活性基团为SO4·-.在pH=8,Fe(VI)投加量为50μmol/L时,随着Na2SO3投加量的增大,Fe(Ⅵ)/Na2SO3体系对ATZ的去除效率先增大后减小,其中最佳Na2SO3投加量为150~200μmol/L.Fe(Ⅵ)/Na2SO3体系在pH 7~10的范围内,均可以快速降解ATZ.在天然水体中,Fe(Ⅵ)/Na2SO3体系也可以高效降解ATZ,但是水质背景成分会竞争消耗SO4·-,导致Fe(Ⅵ)/Na2SO3体系对ATZ的降解效能降低.  相似文献   

9.
况烨  周琰  王清萍  陈祖亮 《环境科学》2012,33(9):3160-3166
研究不同pH(8.0、6.0和3.0)下金属纳米颗粒(Fe和Fe/Ni)对纺锤芽孢杆菌(BFN)降解苯酚的影响.实验结果发现pH在8.0和6.0时投加2种金属纳米颗粒(Fe和Fe/Ni)对BFN降解苯酚有促进作用,其原因主要是纳米颗粒在水中持续腐蚀产生H2,为BFN降解苯酚提供电子,促进BFN的生长.但在pH=3.0时,只有BFN-纳米Fe耦合体系才使苯酚得到部分降解,主要是因为纳米Fe颗粒与水反应产生OH-,使pH值有所升高,更适宜BFN的生长,同时提供电子供体H2促进BFN对苯酚的利用.扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)数据证实金属纳米颗粒(Fe和Fe/Ni)在反应后附着在微生物表面,但微生物的表面形态并未发生显著改变.因此,纳米金属颗粒虽然通过附着影响微生物的活性,但其在腐蚀过程中产生的H2将作为电子供体而被BFN所利用,综合作用的结果是有利于BFN的生长进而提高苯酚的降解速率.  相似文献   

10.
以MIL-88A (Fe)为载体,通过原位沉淀法和离子交换法成功合成双Z型三元复合材料MIL-88A (Fe)/Ag3PO4/AgI (MAI),并将其应用于光芬顿体系中,高效去除染料废水中的罗丹明B (RhB).棒状的MIL-88A (Fe)作为载体,减少了Ag3PO4和AgI颗粒的团聚现象,形成的双Z型异质结减少了电子-空穴对的复合,提高了光催化活性.在催化剂为0.5g/L,初始pH值为3.0,H2O2浓度0.4mmol/L的条件下,20min内100mL的20mg/L的RhB可被完全降解,并且在循环5次使用后仍保持较高的催化性能.此外,自由基捕获实验和电子自旋共振实验表明h+,O2·﹣和HO·是MAI/Vis/H2O2催化体系中的主要活性物质.最后,提出了MAI降解的可能机理.  相似文献   

11.
以掺杂了Ni的纳米铁及其转化产物耦合去除对氯硝基苯及其脱氯产物,探讨了耦合去除的效能、历程和机制.结果表明,m(Ni)/m(Fe)分别为8%和12%的纳米铁/镍(n-Fe/Ni)不仅能在20 min内将对氯硝基苯的硝基还原产物—对氯苯胺近乎100%脱氯还原为苯胺,而且在反应36 h后,其转化产物可将苯胺的浓度降至接近于0 mg·L-1. X-射线衍射和透射电镜的表征结果表明,反应8 h后,Fe(0)主要被氧化为板条状纤铁矿(γ-FeOOH)和针状的针铁矿(α-FeOOH).耦合去除历程与机制为:Fe(0)提供电子使对氯硝基苯被还原为对氯苯胺,其腐蚀产物H2在Ni催化下解离为活性氢原子(H*).H*进攻对氯苯胺的C—Cl键使其脱氯还原为苯胺,苯胺随后被Fe(0)的转化产物α/γ-FeOOH吸附固定,从而使对氯硝基苯及苯胺从水中彻底去除.  相似文献   

12.
17β-雌二醇(E2)作为典型的内分泌干扰物(EDCs)普遍存在于废水和地表水中,可引起潜在水环境风险。利用绿色合成纳米铁(Fe NPs)活化过二硫酸盐(PDS)去除E2,并采用响应面优化法探究最佳的实验条件。实验结果表明:响应面二次多项式模型显著,失拟项不显著,模型合理且拟合性较好。当E2初始浓度3 mg·L-1时,Fe NPs投加量0.09 g·L-1、氧化剂PDS浓度6 mmol·L-1、体系pH为3、反应温度30℃的条件下E2去除率达到99.3%;电子顺磁共振(EPR)技术和淬灭实验表明SO4·-·OH是体系中主要的自由基;Fe NPs循环使用4次时体系对E2的降解效率仍达到90.0%,表明绿色合成Fe NPs是一种有效的类芬顿催化剂。  相似文献   

13.
通过液相还原法成功制备了石墨烯负载纳米铁镍复合材料,该材料可高效快速地吸附水中的2,4-二氯酚(2,4-DCP)并对其进行脱氯.微观形貌分析结果表明,粒径为80~150nm的球形Fe/Ni纳米颗粒成功插入石墨烯片层,并主要分布在石墨烯片层边缘和褶皱处,Fe/Ni颗粒团聚现象明显减少,更多活性位点暴露出来.XRD分析和FTIR分析表明,纳米零价铁(nZVI)通过Fe-O键成功嵌入石墨烯(r GO)中,且Fe/Ni纳米颗粒结晶度较差,外围包覆有无定形的铁氧化物沉淀.探讨了不同制备条件如碳铁比、镍化率、氧化石墨烯(GO)还原程度对材料去除2,4-二氯酚(2,4-DCP)性能的影响.综合考虑材料制备成本及对2,4-DCP的吸附脱氯性能,Fe/Ni@rGO复合材料的最优制备条件为:石墨烯与Fe质量比1:2,镍负载率5%,硼氢化钠与铁盐的物质的量比为5:1.研究表明5种材料对2,4-DCP的去除率遵循如下顺序:Fe/Ni@rGO复合材料>Fe/Ni>Fe@rGO复合材料>石墨烯>nZVI.储存稳定性试验和循环试验表明,与Fe/Ni双金属相比,Fe/Ni@rGO材料具有稳定的...  相似文献   

14.
采用两步液相还原法制备了活性炭及硫化双因素改性的纳米零价铁材料(S-nZVI@AC),并采用SEM-EDS、BET、XPS对材料表面形貌、元素特征等进行了表征分析.结果表明,纳米零价铁优先负载于活性炭较小孔洞中,而硫化则以材料表面纳米零价铁为主.以2 g·L-1的投加量处理200 mL浓度为50 mg·L-1的Cr(Ⅵ)溶液,探究了S-nZVI@AC的反应特性.结果表明双因素改性协同促进了材料中铁的高效稳定溶出,反应过程受化学吸附限速.在一定范围内,Cr(Ⅵ)的去除率随Fe/C质量比、S/Fe物质的量的比及溶液初始pH各因素水平的上升,呈现出先升高后降低的趋势.采用响应面法探讨上述3个因素的交互作用并进行条件优化,结果表明:各因素对材料去除Cr(Ⅵ)效率均有显著影响,强弱顺序为S/Fe物质的量的比>Fe/C质量比>pH.其中,Fe/C质量比与pH的交互作用以及S/Fe物质的量的比与pH的交互作用对材料去除Cr(Ⅵ)效率影响显著.在最佳条件下(Fe/C质量比为1.16,S/Fe物质的量的比为0.12,pH为5.92),S-nZVI@...  相似文献   

15.
双酚S(BPS)是一种新兴的内分泌干扰物,在环境中广泛存在,并对自然环境和人体健康有严重危害。制备了FeS-Fe0纳米复合材料作为催化剂,明确了FeS-Fe0纳米复合材料活化PS体系(FeS-Fe0/PS体系)的反应条件对去除BPS的影响,包括材料中FeS与Fe0摩尔比、材料投加量、PS浓度、溶液初始pH值等,并应用X射线衍射分析、X射线光电子能谱分析等技术表征该复合材料,通过反应体系对比实验、Fe离子溶出实验、PS的消耗实验、猝灭实验、电子顺磁共振波谱检测,探究了FeS-Fe0纳米复合材料的活化机理。实验结果表明:FeS-Fe0/PS体系降解BPS的最优条件为溶液初始pH=3、FeS与Fe0摩尔比1∶25、材料投加量0.10 g/L、PS浓度1.0 mM;FeS-Fe0/PS体系中产生的硫酸根自由基(SO4·-)和羟基自由基(HO·)可降解BPS,且HO·占主导作用;FeS-Fe0纳米复合材料表面的FeS促进了铁离子的溶出和循环,因此其活化能力优于纳米零价铁。  相似文献   

16.
王杜珈  何帅  周小霞 《环境科学》2021,42(7):3358-3365
以成都双流国际机场污水处理厂中连续处理废水工艺中的9个不同处理单元工艺为研究对象,通过电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)和单颗粒电感耦合等离子体质谱法(SP-ICP-MS)分别对污水处理厂中不同处理单元工艺中的重金属总质量浓度以及重金属纳米颗粒的数量浓度和粒径分布进行了分析,并研究了不同处理单元工艺对重金属元素及重金属纳米颗粒的去除效果.结果表明,不同处理单元工艺对不同重金属元素的去除效果存在差异,对Fe元素的影响最为显著,主要在二沉池中被去除,去除率达98.53%;不同处理单元工艺对不同重金属纳米颗粒的去除效果存在显著差异,对Ni、Pd和Fe纳米颗粒的影响最为显著,不同重金属纳米颗粒在不同处理单元工艺(曝气沉砂池、二沉池和高效沉淀池)中被去除;重金属纳米颗粒在不同处理单元工艺中的粒径分布为23.28~147.83 nm,不同处理单元工艺不会对各重金属纳米颗粒的粒径造成显著影响;pH与Fe元素和Fe纳米颗粒呈显著负相关关系,除Fe元素和Fe纳米颗粒外,其他重金属元素与其纳米颗粒之间均属于不显著相关,不同处理单元工艺对重金属元素和重金属纳米颗粒的去除机制存在差异.  相似文献   

17.
抗生素广泛应用于医药和养殖行业,排入水体中的抗生素严重威胁了生态安全和人体健康.目前,常规污水处理过程对抗生素降解效率较低,基于硫酸根自由基(SO4·-)的高级氧化技术逐渐成为水处理领域的研究热点之一.铁基材料廉价易得,在活化过硫酸盐(PS)降解水中抗生素领域展现出一定的应用前景.本文重点综述了几种典型铁基材料在活化PS降解水中抗生素的研究进展,分析了pH、重复使用性等影响铁基材料实际处理效果的因素,并对铁基材料活化PS的发展前景进行了展望,旨在为拓展铁基材料环境应用和阐明PS活化机制提供重要参考.结果表明:铁(氢)氧化物、零价铁(ZVI)和铁硫化物等铁基材料活化PS产生的SO4·-和羟基自由基(HO·)对抗生素降解起关键作用.与传统铁基材料相比,复合型铁基材料表现出更加优异的催化性能和稳定性.此外,高价铁和单线态氧也被证明对铁基体系催化降解抗生素起重要作用.现阶段缺乏考察铁基材料/PS体系降解实际水体中抗生素性能和机理的研究;同时,单原子铁催化剂等新型铁基材料活化PS降解抗生素的性能及机制也有待进...  相似文献   

18.
为研究河口陆基养殖塘底泥中铁的迁移和转化机制,本文测定了福建省3个河口养虾塘养殖期表层和亚表层底泥沉积物中活性铁含量及间隙水的常见组分.结果表明,不同站点间晶质Fe(III)、非硫Fe(II)、有机铁、铁硫化物含量存在显著差异.间隙水SO42-和Cl-可能是影响不同站点间Fe的形态和分布存在异质性的主要环境影响因子之一.盐度较高的养虾塘,铁的硫化物含量较高,有机铁和晶质Fe(III)含量较少.陆基养虾塘底泥沉积物中活性铁含量按固相Fe(III) > 铁硫化物 > 非硫Fe(II) > 有机铁的顺序排列.养虾塘亚表层沉积物铁硫化物(FeS和FeS2)含量高于表层沉积物,而表层沉积物有机铁含量与间隙水SO42-和NH4+浓度高于亚表层沉积物.铁硫化物的生成一定程度上降低河口陆基养虾塘沉积物营养盐污染的潜在风险.  相似文献   

19.
焦化废水中含有大量的氰化物(CN-)和硫氰化物(SCN-)等有毒有害污染物,在预处理过程中,一般采用硫酸亚铁(FeSO4)混凝沉淀去除硫化物(S2-)、油分、悬浮物并降低废水毒性。上述过程同时会形成亚铁氰化物([Fe(CN)6]4-),[Fe(CN)6]4-再与Fe3+形成亚铁氰化铁沉淀(普鲁士蓝,Fe4[Fe(CN)6]3),干扰硫氰酸铁(Fe(SCN)3)分光光度法对SCN-检测的准确性。为解决上述问题,提出在SCN-显色前加入硫酸锌(ZnSO4)的方法,屏蔽过量的[Fe(CN)6]4-,并分析ZnSO4对SCN-检测的影响程度。结果表明:Fe(SC...  相似文献   

20.
顾小钢 《中国环境科学》2018,38(4):1385-1390
采用盐酸羟胺(HAH)强化Fe(Ⅲ)-EDDS(乙二胺二琥珀酸)活化过硫酸盐(PS)体系降解水溶液中的三氯乙烯(TCE).结果表明,Fe(Ⅲ)-EDDS/PS体系中加入HAH能够强化TCE去除效率,TCE降解效率随PS或HAH初始浓度增大而增强,但实验条件下存在最佳投加量.当溶液初始pH值为3~7时,Fe(Ⅲ)-EDDS/PS/HAH降解TCE基本没有影响,但碱性条件会抑制TCE去除,HAH强化工艺能够有效缓解Cl-(1~100mmol/L)和低浓度HCO3-(1~10mmol/L)对TCE降解的抑制作用.与Fe(Ⅲ)-EDDS/PS相似,加入HAH后反应体系中存在SO4·-·OH和O2·-,但降解TCE的主导自由基由·OH转变为SO4·-.  相似文献   

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