对氯苯酚电氧化过程中Pt电极的失活机制

利用线性伏安法、LC/MS和光谱技术研究了Pt电极在电化学氧化降解对氯苯酚过程中的失活现象.结果表明,由于电极表面的聚合反应, Pt电极会在短时间内失活.现场红外分析表明,电氧化过程中Pt电极在1200cm-1和1800cm-1,处分别出现了芳醚和羰基的特征吸收峰.提高对氯苯酚初始浓度和溶液pH均会加快电极的失活速率.对失活Pt电极的乙腈浸洗液进行LC/MS分析表明,电极表面形成的聚合物并不是具有单一结构的化合物,而是一些混合物,其形成的机理主要包括自由基之间的相互偶合、自由基与底物、中间产物或低聚物的取代反应等方式.     

水钠锰矿光电催化降解亚甲基蓝及其机理研究

水钠锰矿在自然界分布广泛、容易制备、光谱响应宽,受到越来越多的关注并被应用于环境治理领域。该研究通过电沉积法高效快速制备了水钠锰矿电极,研究其在可见光下对亚甲基蓝的光催化降解效果,通过添加空穴(h+)捕获剂甲酸和羟基自由基(·OH)捕获剂异丙醇分析光催化降解机理。结果表明,通过X射线衍射(XRD)和拉曼光谱证实合成物质为水钠锰矿,并且无其他矿物结晶相。紫外可见漫反射吸收谱显示水钠锰矿电极可吸收300～700 nm的光。通过Tauc方程计算得水钠锰矿电极直接带隙为2.8 V,间接带隙为2.4 V。在1.0 V恒定电压下,黑暗中反应3.5 h后亚甲基蓝的吸附率为11.0%,而光照下亚甲基蓝的降解率为67.0%,并且12h后降解率可达98.5%。光照下亚甲基蓝的降解率显著提高,印证了水钠锰矿具有良好的表面光催化性质。分别向反应体系中添加0.7%的甲酸和1.0 mmol/L的异丙醇后,亚甲基蓝的降解率降低到47.7%和34.6%;经动力学计算得出甲酸对h+的淬灭率为35.944%,异丙醇对·OH的淬灭率为56.760%。通过加入捕获剂发现水钠锰矿主要通过光生h+和·OH对亚甲基蓝进行氧化降解作用,其中·OH的氧化作用强于h+。     

高压脉冲放电臭氧协同降解K-2BP模拟废水

采用10kV的高压脉冲放电与臭氧的联用装置,探讨了高压脉冲放电、臭氧和高压脉冲放电与臭氧协同处理200mg/L的活性艳红K-2BP模拟废水的脱色和COD的降解,以及加入自由基捕获剂对处理的影响。研究表明,三者氧化降解能力由大到小为:协同>臭氧>放电,加入自由基捕获剂对COD的去除率较不加自由基捕获剂时明显降低,但未对活性艳红K-2BP脱色产生明显的影响。     

电解对氯苯酚稀水溶液中脱氯降解机理研究

利用石墨电极进行了多种条件下对氯苯酚水溶液的电解研究。研究结果表明,CODCr去除率和脱氯率随电压的升高呈先升高后下降的趋势、随对氯苯酚质量浓度的升高呈指数下降、随溶液pH的升高而升高。碱性条件下电解效果明显优于中性和酸性条件。在电压为10V,pH≈12,电解100mg L的对氯苯酚溶液2h后,CODCr去除率可达52 94%,脱氯率达52 8%。由脉冲辐解瞬态吸收光谱可知,中性、酸性条件下降解机制均为OH·自由基的作用,经过瞬态分子OH-adducts(OH加合物)的中间产物进一步氧化降解;碱性条件下通过OH·自由基和对氯苯酚氧基负离子的阳极直接失电子氧化作用2种降解机制,经过瞬态分子氯代酚氧自由基中间产物氧化降解对氯苯酚,产物分析结果显示生成了对苯二酚和苯醌等中间产物。      

不同涂层电极和抑制剂对电化学氧化降解苯酚的影响

采用热分解法和电沉积法2种工艺制得4个二氧化铅电极,用扫描电镜（SEM）观察了电极表面形貌.以水杨酸(2-HBA)为捕获剂,用高效液相色谱仪测定羟基自由基与水杨酸的羟基化产物2,5-二羟基苯甲酸(2,5-DHBA)的量作为产生的羟基自由基的浓度.通过羟基自由基的浓度的测定和苯酚的降解,研究了不同涂层电极和抑制剂对电化学氧化对苯酚降解的影响.热分解电极、无掺杂电极、掺铋电极和掺镧电极产生羟基自由基的最大浓度分别为0.781、1.048、1.838、2.044 μmol/L,以这4个电极为阳极对苯酚进行电解, 1.5　h苯酚去除率分别为87.30%、93.55%、97.95%、98.70%,5　h　TOC去除率分别为86.75%、94.26%、98.53%、99.60%;以掺镧电极为阳极,加入抑制剂CO^2-₃、PO^3-₄、CH₃ＣＯＯ^-产生的羟基自由基的最大浓度分别为无检出、0.170 μmol/L、0.270 μmol/L,对苯酚进行电解,5 h苯酚去除率分别为99.06%、99.98%、99.79%.电沉积法制得电极对苯酚的降解效果优于热分解法制得的电极,而掺杂的电极优于无掺杂的电极,掺镧电极对苯酚降解效果最好,抑制剂CO^2-₃、PO^3-₄、CH₃ＣＯＯ^-存在时会对苯酚的降解起到阻碍作用,CO^2-₃阻碍作用最强.不同制备方法和掺杂不同添加剂制得的电极的催化性能不同,对苯酚的降解效果也不同;羟基自由基的浓度越大,苯酚的降解效果越好,抑制剂捕获了产生的羟基自由基,不利于苯酚的降解.     

加热和亚铁离子活化过硫酸钠氧化降解4-CP的研究

通过加热和亚铁离子2种方法活化过硫酸钠产生强氧化性的硫酸根自由基,利用硫酸根自由基氧化难降解有机污染物.以对氯苯酚(4-CP)为目标污染物,研究了温度、pH值、亚铁离子浓度、过硫酸钠浓度、柠檬酸浓度对4-CP降解率的影响.结果表明,升高温度可以显著地提高4-CP降解率.反应4h后,在30℃,4-CP降解率只有2.5%;在50℃,4-CP降解率能够达到43.5%;而在60℃,4-CP降解率为100%.pH值对4-CP降解率的影响较大,依次为pH4.0pH7.0pH10.0.在室温下,亚铁离子是促使4-CP降解的必要条件,并且对反应条件进行了优化,分子探针实验证实了硫酸根自由基的存在.在过硫酸钠/亚铁离子体系加入适量的柠檬酸能够有效利用溶液中的亚铁离子,在等量的过硫酸钠存在条件下,常温下过硫酸钠/亚铁离子/柠檬酸体系对4-CP降解率为50.9%,优于50℃下过硫酸钠体系对4-CP降解率43.5%.     

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。     

非热平衡等离子体过程萘的降解

应用电晕放电自由基簇射技术,对放电电压、初始浓度和催化剂对萘降解特性的影响进行了研究,分析了萘的降解产物和降解途径.结果表明,放电电压的增加有助于萘的降解率的提高.萘初始浓度的增加降低了萘的降解率,但提高了萘的脱除量.对于初始浓度17mg/m³的萘,14kV放电电压下能达到70%的降解率.MnO₂和Fe₂O₃催化涂层均能促进萘的降解,且MnO₂的催化活性要高于Fe₂O₃.在湿电极气下,催化涂层对萘降解的促进作用比干电极气更加显著.萘的降解产物主要是CO₂,但是由于氧化反应的不完全性,也有少量的CO以及小分子有机物生成.     

超声波与氯胺联用工艺去除水中三氯生的研究

采用超声与氯胺联用工艺对水中三氯生(TCS)的去除进行了研究,考察了超声功率、氯胺投加量、TCS初始浓度、pH值和自由基捕获剂等因素对TCS去除的影响,鉴定识别了降解产物并探讨联用工艺降解TCS的机理.结果表明,超声和氯胺联用去除TCS具有协同效应,可以有效地去除TCS.超声波功率为600W,TCS浓度为200μg/L,氯胺浓度为5mg/L时,120min后TCS去除率可达90.8%.联用工艺中增加超声功率可以提高TCS的去除,TCS的去除率随氯胺浓度升高呈现出先升高后降低的趋势,随着初始浓度的升高而下降,碱性环境有利于TCS的去除,pH值为10.7时,TCS的去除可达100%,自由基捕获剂叔丁醇TBA对TCS的去除有抑制作用. GC/MS扫描分析表明2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)为TCS的降解产物.     

电极材料对脉冲等离子体降解有机废气的影响分析

用脉冲等离子体降解有机废气,对甲苯、二甲苯的降解率达73％～91％,对二氯甲烷的降解率达82％。在实验中发现电极材料的不同会影响分解效果,其中钨电极的降解率最高。本文运用等离子体化学中放电气体电子碰撞电离和化学自由基产生的机理以及阴极电子学中带电粒子轰击电极表面激发二次电子发射的理论,通过比较不同金属电极的二次电子发射系数δ,研究电极材料对脉冲等离子体降解有机废气影响的机理,发现主要是由于不同电极材料δ值的差异引起降解率的差异,电极稳定性对降解率和电极寿命也有重要影响。在实验的三种电极材料中钨的δ值最大,其最大二次电子发射系数δ_m为1.4,铜其次为1.29,不锈钢最小约为1.24,这成为导致三者降解率差异的主要原因。     

土霉素在乙酸水溶液中的臭氧氧化降解研究

采用乙酸作为臭氧氧化降解土霉素（OTC）的介质,考察了臭氧/OTC初始投加量比、臭氧流量、自由基抑制剂叔丁醇（TBA）、金属离子等因素对OTC降解效果的影响.结果表明,臭氧在乙酸水溶液中有较好的稳定性和溶解度;OTC在乙酸溶液中具有较高的去除率和反应降解速率;随着OTC/臭氧初始投加量比的增加,OTC在乙酸中去除率明显减小;适当的臭氧流量,有利于OTC去除率的提高;添加叔丁醇能够明显抑制OTC在乙酸体系中的氧化降解,表明乙酸中同时存在直接臭氧氧化和间接臭氧氧化反应;当反应体系中存在Fe3＋和Co2＋时,OTC的氧化降解明显受到抑制.     

Cd2+共存时镰刀菌(Fusarium sp.HJ01)降解对氯苯酚的特性与机制

为了解Cd2+对镰刀菌(Fusarium sp.HJ01)降解对氯苯酚(4-CP)的影响,研究了Cd2共存时,浓度、pH、碳源与氮源对镰刀菌降解4-CP特性的影响,并分析了其降解动力学与机理.结果表明,在降解温度、4-CP浓度等相同时,Cd2+共存对镰刀菌降解4-CP有一定的抑制作用.Cd2浓度小于3.O mg·L-1时,随着4-CP浓度的增大,镰刀菌对4-CP的降解速率变慢.镰刀菌降解4-CP的适宜pH为4.外加碳源蔗糖(3.Og·L-1)与外加NH4Cl(3.0 g·L-1)均使镰刀菌降解4-CP速度有所减缓.在Cd2+浓度0.1 ～3.0 mg·L-1时,镰刀菌降解4-CP符合零级动力学方程.Cd2+共存时只对4-CP的降解速率产生一定的抑制作用,而对其降解途径可能无显著影响.     

电晕放电等离子体技术处理水中四环素的研究

采用电晕放电等离子体技术降解水中的四环素,研究了在反应体系中,初始浓度、输入功率、电极间距、空气流量及初始pH对四环素去除效率的影响.同时,还对四环素在降解过程中不同时段的COD、TOC和B/C变化进行了研究,并对其降解产物进行了分析和讨论.实验结果表明:电晕放电等离子体对水中四环素具有较好的去除效果,在四环素初始浓度为200 mg·L-1、pH=2.47、初始电导率为1.50 mS·m-1、空气流量为0.06 m3·h-1、电极间距为4 mm、输入功率为45.0 W的条件下,反应20 min后,四环素的去除率可达到99.1%,COD去除率可达31.2%,TOC去除率可达80%左右,其B/C比提高为0.30,有效地改善了废水的可生化性.     

纳米四氧化三铁对2,4-D的脱氯降解

采用纳米四氧化三铁(Fe3O4)降解水溶液中的2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D),考察了2,4-D初始浓度、纳米Fe3O4投加量、溶液pH和温度等因素对2,4-D降解率的影响.结果表明,纳米Fe3O4对2,4-D有显著的降解效果,初始浓度为10 mg/L的2,4-D, 48 h内降解率可达48%.纳米Fe3O4对2,4-D的降解是一个还原脱氯过程,反应体系中氯离子浓度随2,4-D浓度降低而升高.LC/MS分析表明,2,4-D降解的主要产物是苯酚,其他中间产物是2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)、4-氯苯酚(4-CP)和2-氯苯酚(2-CP).溶液中2,4-D的降解符合准一级反应动力学,产物4-CP、2,4-DCP和苯酚的反应速率常数K分别为0.0043、0.0026和0.0032 h -1.环境条件对降解效率有显著影响,2,4-D初始浓度在0～10 mg/L、纳米Fe3O4投加量0～300 mg/L的范围内,2,4-D降解率随初始浓度和纳米Fe3O4投加量的增加而增大;pH对2,4-D的脱氯降解有显著影响,在pH为3.0时,纳米Fe3O4对2,4-D的还原脱氯效果最好;温度升高,可以提高脱氯反应速率.     

4-氯苯酚在水溶液中的光化学反应(Ⅱ)反应的动力学研究

研究了在模拟太阳光和紫外光作用下，４－氯苯酚的光反应动力学，研究表明，紫外光的作用更为显。４－ＣＰ的反应速率与４－ＣＰ起始浓度、ｐＨ值，金属离子浓度、富里酸浓度等因素有关，通入空气，能够加速４－ＣＰ降解。     

臭氧降解水中苯并三唑反应动力学及效能研究

对臭氧氧化去除水中痕量苯并三唑(BTri)的反应动力学、效能及其影响因素进行了实验研究.结果表明,臭氧分子与BTri直接反应速率常数k_Ｏ3=20.18 L·(mol·s)^-1,臭氧与BTri反应的表观反应速率常数K_BTri随pH值的不同而有显著差异,当pH值由6.63增加到7.83时,表观反应速率常数由63.42 L·(mol·s)^-1提高至582.69 L·(mol·s)^-1,增加约8倍.单独臭氧化可以有效地去除水体中痕量BTri,最终去除率可达85％;随着水体pH值的增加及水体温度的升高,BTri的反应速率大幅度提高;自然水体中常见阴离子NO^-₃、SO^2-₄、Cl^-对臭氧化去除BTri的去除率及反应速率无明显影响;羟基自由基(·OH)抑制剂叔丁醇对臭氧氧化去除BTri有一定的抑制作用,说明·OH也对臭氧氧化去除BTri有一定的贡献,表明臭氧化去除BTri的过程为O₃直接氧化及·OH间接氧化共同作用的结果.     

Degradation of 4-CP in an internal electrolysis system

The characteristic and mechanism of parachlorophenol (4-CP) degradation in an internal electrolysis system were investigated. The degradation rate of 4-CP was higher in acid solution than that of in neutral or alkaline solution. Addition of activated carbon could make 4-CP easier be degraded by the surface contact catalysis. The dissolved oxygen in solution could take part in the electrode reaction and intensify the degradation of 4-CP. By the analysis of intermediates of degradation of 4-CP, it could be conferred that 4-CP was broken through the bond beside hydroxy firstly, then the bond beside chloride was broken and the chloride was dechlorinated simultaneously. Most intermediate products were glycerine, ethane diacid and acetic acid, while very few 1, 4-butanedial and alcohols were found.     

高压脉冲电晕放电等离子体降解废水中苯酚

考察了多种因素对高压脉冲电晕放电低温等离子体法降解水中苯酚效果的影响 .提高脉冲电压峰值和放电频率、延长放电时间等均可大大提高降解效果 .自由基清除剂如正丁醇和缓冲剂如硼酸盐的存在均会显著降低降解效果 .1 0 0mg·L- 1苯酚废水溶液放电处理 1 80min ,最高降解率达 67 3 % .当放电处理 42 0min时 ,废水的TOC下降 83 8% .     

脉冲放电等离子体降解废水中有机物的作用机理探索

借助对脉冲放电过程中产生的多种氧化性组分的定量测定并结合对工艺实验结果的对比分析,探索了脉冲放电等离子体降解4-氯酚的作用机理．放电过程中当从放电电极鼓入氧气时,脉冲放电降解有机物的作用机理过程为：氧气放电产生臭氧,臭氧然后传质到废水中,废水中的臭氧及其分解产物羟基自由基等氧化性物质与废水中的有机物的氧化反应．该作用机理是建立脉冲放电等离子体降解有机物过程数学模型的理论基础．