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。      

γ辐照降解水溶液中氯酚的研究

研究了水溶液中氯酚(2-氯酚、3-氯酚、4-氯酚、2,4-二氯酚)的γ辐照降解.通过测定辐照前后氯酚、氯离子浓度以及TOC的变化,考察了不同氯酚、不同初始浓度,以及联合O3、H2O2对辐解效果的影响.结果表明,γ辐照可有效降解水溶液中的氯酚,降解过程符合准一级动力学方程;初始浓度为100mag·L-1,辐照剂量为8kGy时,2-CP、3-CP、4-CP、2,4-DCP的去除率分别为68.0%、97.5%、89.7%和100%,相应的脱氯率分别为60.2%、71.1%、64.3%、78.9%;辐照联合O3或H2O2可有效提高辐照降解氯酚的去除和矿化效率,具有明显"协同效应".     

纳米Fe0颗粒对三种单氯酚的降解

采用化学还原法制备了纳米Fe0颗粒,研究了不同条件下纳米Fe0对3种单氯酚(2-CP, 3-CP, 4-CP)的去除作用.结果表明,纳米Fe0对单氯酚具有良好的去除效果,主要降解途径为先脱氯后开环,实现氯酚分子与Fe原子间的电子转移,达到还原脱氯的效果.3种单氯酚的脱氯难易程度为2-CP＞3-CP＞4-CP,脱氯反应活性与其分子最低空轨道能量(ELUMO)有关.随着氯酚初始浓度的增大,其相对去除率略有降低, 但绝对降解量有较大提高.温度不仅影响脱氯速率,而且影响氯酚去除的途径,温度较高时,氯酚先脱氯后开环;温度低时,较易产生氧化产物.     

Pd/Fe及纳米Pd/Fe对氯酚的脱氯研究

采用化学沉淀法制备得到了纳米Fe和纳米Pd/Fe(20～100nm),利用制备的纳米催化剂对氯酚进行了催化脱氯研究,并与常规的零价铁和Pd/Fe进行了对比分析.结果表明,纳米颗粒具有较高的比表面积和表面反应活性,所制备的纳米Pd/Fe双金属BET比表面积达到12.4m²/g,而商用铁颗粒(<10m)的比表面积只有0.49m²/g;当钯化率为0.0666%,纳米Pd/Fe用量在6g/L时,氯酚脱氯率达到90%以上,在相同的处理效果下,常规Pd/Fe的使用量为纳米Pd/Fe的20倍左右,纳米Pd/Fe催化氯酚的脱氯降解遵循一级反应动力学.     

驯化污泥厌氧还原脱氯促进2,4,6-三氯酚矿化及胞外呼吸脱氯途径

厌氧条件下,以乳酸钠为电子供体,2,4,6-三氯酚为电子受体对活性污泥进行驯化,考察了驯化污泥厌氧脱氯的代谢特性.结果发现,污泥可对2,4,6-三氯酚进行高效脱氯,乳酸钠、2,4,6-三氯酚初始浓度为20 mmol·L-1、40~80μmol·L-1时,9~24 h内可实现2,4,6-三氯酚100%初始性降解.中间产物有2,4-二氯酚,但检出浓度较低(4.22μmol·L-1),4-氯酚和苯酚为主要产物.驯化污泥以脱邻位氯(2,4,6-三氯酚,2,4-二氯酚)降解菌为优势种群,对4-氯酚和苯酚的进一步转化有限.厌氧代谢残留物经好氧污泥处理后,4-氯酚(初始浓度33μmol·L-1)2 h实现100%去除.驯化污泥可快速将Fe(Ⅲ)还原为Fe(Ⅱ),并具有较强的腐殖质(AQDS)还原能力,说明驯化污泥中富集了异化铁还原菌.电子介体[Fe(Ⅲ)和AQDS]明显地加速了脱氯速率,在电子介体的介导作用下,污泥可同步进行胞外呼吸脱氯.     

氯酚溶液的γ辐照还原降解研究

氯酚由于氯取代基产生的诱导效应,使其容易受到亲核粒子的攻击而被还原降解.通过测定γ辐照前后氯酚母体、Cl-离子以及反应中间产物的浓度变化,研究了4种氯酚水溶液(4-CP、2-CP、2,4-DCP、2,4,6-TCP)与水合电子ea-q反应的降解脱氯过程.结果表明,在水合电子ea-q还原体系中,4种氯酚的降解脱氯顺序依次为:2,4,6-TCP>2,4-DCP>2-CP>4-CP,多氯酚比单氯酚容易降解脱氯,邻位上的氯原子要比对位上的氯原子更容易去除,苯酚和Cl-是氯酚反应降解的最终产物.另外,4种氯酚的降解和脱氯过程皆遵循一级反应动力学特征,4-CP、2-CP、2,4-DCP和2,4,6-TCP的降解反应常数分别是0.154、0.253、0.750和1.188 kGy-1,脱氯反应常数分别为0.137、0.219、0.251和0.306 kGy-1.     

Pd/TiO2对水体中2,4-二氯酚的催化加氢脱氯研究

分别采用沉淀-沉积法和浸渍法合成了Pd/TiO2催化剂,采用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)对材料进行了表征,并对2,4-二氯酚的催化加氢脱氯反应进行了研究.结果表明,2种方法制备的催化剂在加氢脱氯反应中均具有较好的效果,沉淀-沉积法制备的催化剂活性更高,当反应物初始浓度为3.11 mmol.L-1,pH为12,催化剂用量为50 mg时,45 min内2,4-二氯酚可以完成脱氯过程.酸性条件有利于反应的进行.当催化剂用量在15～80 mg时,反应初活性没有明显变化,因此催化反应过程不受传质阻力的影响.当反应物初始浓度在0.62～3.11 mmol.L-1时反应初活性随浓度的提高显著增加,但进一步增加反应物的浓度时初活性没有明显提高,因此2,4-二氯酚在催化剂上的加氢脱氯行为符合Langmuir-Hinshelwood模型,表明2,4-二氯酚的加氢脱氯受表面吸附所控制.     

纳米FeO作用下4-氯酚的脱氯特性及机理

采用化学还原法制备了纳米Fe^O, ESEM测定结果表明其颗粒在1～100 nm内. 实验表明这些纳米Fe^O能在20 h内将初始浓度为20 mg/L的4-氯酚完全降解, Fe^O对4-CP的还原脱氯是主要去除途径. 苯酚是脱氯反应的主要产物. 当4-CP的初始浓度由20　mg/L增大到50, 100, 150　mg/L时, 其相对去除率明显降低, 但绝对降解量有较大提高. 温度不仅影响脱氯速率, 而且影响4-CP去除的途径. 30℃时, 脱氯反应为主要反应; １０℃时, 较易产生氧化产物. Fe原子的迁移过程在4-CP的降解中也是一个重要的限速步骤. 此外, 纳米Fe^O具有很好的稳定性, 在受试的379　h内, 纳米Fe^O能够应对不同浓度冲击及反复投加的4-氯酚冲击的能力.     

利用固相反硝化同时去除水中硝酸盐和4-氯酚

研究了固相反硝化技术同时去除水中硝酸盐和4-氯酚的可行性.结果表明,以可降解餐盒为碳源和微生物附着载体进行异养反硝化,能有效去除水中的硝酸盐.在批式实验条件下,当NO^-₃-N初始浓度为50 mg/L时,平均反硝化速率为24.0 mg/(L·h).当4-氯酚浓度低于30 mg/L时,对反硝化脱氮有促进作用;大于40 mg/L时,对反硝化有抑制作用.在反硝化条件下,当4-氯酚的初始浓度分别为5 mg/L和30 mg/L时,8　h后其去除率分别为90%和71%,4-氯酚的去除是由于可降解餐盒的吸附作用及附着微生物的降解作用.     

纳米Pd/Fe双金属对2,4-二氯酚的脱氯机理及动力学

采用纳米Pd Fe双金属对2,4 二氯酚(2,4 DCP)进行了催化还原脱氯处理.结果表明,纳米Pd Fe双金属具有较高的比表面积和反应活性,对2,4 DCP具有较好的脱氯效率.当纳米Pd Fe用量在6g·L-1时,2,4 DCP脱氯率达到90%以上;脱氯效率与pH值、温度、钯化率、Pd Fe投加量等因素有关.2,4 DCP在脱氯过程中先生成邻氯酚和对氯酚,而后继续脱氯生成苯酚,或由2,4 DCP直接降解成苯酚.2,4 DCP降解符合拟一级反应动力学.2,4 DCP催化还原脱氯反应的活化能为139 7kJ·mol-1.     

Effect of electron beam irradiation on the degradation of monochlorophenols in aqueous solution

Electron beam was successfully used for the degradation of 2-chlorophenol (2-CP) and 4-chlorophenol (4-CP) in aqueous solutions in this research. The effect of radiation dose on substrate degradation and dechlorination of solutions with concentration of 50mg/L was investigated. The effect of initial concentration, pH and presence of oxygen was also investigated. The concentration of 2-CP and 4-CP remaining in solution after irradiation were measured by HPLC. The results showed that increased radiation dose led to increased degradation of the chlorophenols and increased CI^- yield. Deaeration was also found to significantly increase the rate of degradation of chlorphenols in water while degradation and dechlodnation under alkaline condition was lower than at low to neutral pH.     

Reaciton mechanism of 3—chloroiphenol with OH,H in aqueous solution

The reaction mechanism of 3-chlorophenol with OH, H in aqueous solution was studied by transient technology.The 3-chlorophenol aqueous solutions have been saturated with air or N2 previously.Under alkaline condition,the reaction of OH radical with 3-chlorophenol produces 3-chlorinated phenoxyl radical ,with the absorption peaks at 400 nm and 417nm.Under neutral condition,the reaction of OH radical with 3-chlorophenol produces OH-adduct with the maximal absorption at about 340 nm.And in acid solution,the reaction of H with 3-chlorophenol produces H-adduct with the maximal absorption at about 320nm.3-chlorophenol is compared with 4-and 2-chlorophenols from the free radical pathways.The results show that the positions of chlorine on the aromatic ring strongly influence the dehalogenation and degradation process.     

钯/泡沫镍对水体中4-氯酚的氢解脱氯研究

采用置换沉积法制备泡沫镍负载钯(Pd/Ni)催化剂,研究了其在H2作为供氢体时对水相中4-氯酚(4-CP)的催化氢解脱氯作用.考察了Pd负载量、H2流量和反应液pH值对4-CP转化率的影响.结果表明,在相对较低的Pd负载量和H2流量下即可实现4-CP的快速高效去除,且反应液pH值在3.04~10.97的范围对反应影响不显著.当Pd负载量为0.1%、H2流量为10mL/min、pH值为6.80时,反应1h,4-CP转化率达92.6%.Pd/Ni具有较高的稳定性,重复实验表明,该催化剂使用3次后,催化活性仅下降了2.0%.     

Mechanochemical decomposition of pentachlorophenol by ball milling

The mechanochemical dechlorination of pentachlorophenol (PCP) was studied using CaO and SiO2 powder as additives. The e ects of the milling time and additives on the dechlorination rate were investigated. The resulting product was characterized by X-ray di raction (XRD), Fourier transform infrared spectra (FT-IR), thermogravimetric analysis (TG) and ion chromatography (IC). It is found that grinding operation could dechlorinate PCP, with the formation of inorganic chloride and amorphous carbon. The addition of quartz to the grinding mixture facilitated dechlorination. On the basis of the experimental results, the decomposition mechanism was proposed. Decomposition predominantly proceeds through rupture of C–Cl bond in PCP molecule, followed by the formation of inorganic chlorides.     

Electrochemical dechlorination of chloroform in neutral aqueous solution on palladium/foam-nickel and palladium/polymeric pyrrole film/foam-nickel electrodes

Electrochemical dechlorination of chloroform in neutral aqueous solution was investigated using palladium-loaded electrodes at ambient temperature. Palladium/foam-nickel （Pd/foam-Ni） and palladium/polymeric pyrrole film/foam-nickel （Pd/PPy/foam-Ni） composite electrodes which provided catalytic surface for reductive dechlorination of chloroform in aqueous solution were prepared using an electrodepositing method. Scanning electron microscope （SEM） micrographs showed that polymeric pyrrole film modified the electrode-surface characteristics and resulted in the uniform dispersion of needle-shaped palladium particles on foam-Ni supporting electrode. The experimental results of dechlorination indicated that the removal efficiency of chloroform and current efficiency in neutral aqueous solution on Pd/PPy/foam-Ni electrode could be up to 36.8% and 33.0% at dechlorination current of 0.1 mA and dechlorination time of 180 min, which is much higher than that of Pd/foam-Ni electrode.     

微电解接触氧化系统处理水源中2-氯酚研究

在微电解接触氧化系统中,研究了2-氯酚的降解特性和机理。在酸性溶液中,2-氯酚的降解效率比其在中性和碱性溶液的高。向其中加入活性炭,由于表面催化的作用使得2-氯酚更易降解。溶液中的溶解氧参与电极反应并促进2-氯酚的降解。降解产物有1,2-苯二酚、丙三醇、草酸和乙酸。通过对中间产物的分析,提出了2-氯酚可能的降解途径。     

有机蒙脱石负载纳米铁去除4-氯酚的研究

采用离子交换法制备了有机改性蒙脱石（CMt）,以此为载体和分散剂,通过液相还原过程成功制备出负载型纳米零价铁颗粒（NZVI-CMt）,并对其结构利用XRD、SEM等手段进行表征.同时,借助高效液相色谱法（HPLC）分析研究了不同条件下合成材料对4-氯酚（4-CP）的去除情况,并对降解机理进行了探讨.结果表明：制备出的负...     

针铁矿、磁铁矿和石膏对2,4-二氯苯酚厌氧降解的影响

2,4-二氯苯酚(2,4-dichlorophenol,2,4-DCP)常用于农药生产,在水体和土壤中广泛分布,具有难降解、高毒性的特点.通过模拟自然过程,在厌氧反应体系中投加铁氧化物和硫酸盐矿物,重点考察了不同矿物对2,4-DCP降解的影响.结果发现,厌氧体系中针铁矿、磁铁矿和石膏对2,4-DCP均没有明显的吸附作用;质量衡算结果表明所有反应体系中仅发生2,4-DCP向4-氯苯酚(4-chlorophenol,4-CP)的转化;与无外加碳源组相比,乙酸钠的加入使得2,4-DCP的还原脱氯反应速率增大一倍.分析表明针铁矿和磁铁矿加入可刺激脱氯功能菌的生长或活性,进而提高微生物的电子传递能力和2,4-DCP的降解速率;石膏加入强烈抑制脱氯功能菌的生长或活性,进而抑制2,4-DCP的降解.研究结果对认识难生化降解卤代酚在厌氧环境中的迁移转化及环境工程中此类物质的处理具有潜在意义.     

γ-射线辐照-H2O2联合技术降解3-氯酚的研究

利用60Coγ-射线辐照3-氯酚(3-CP)水溶液,研究了其辐射降解特性.通过测量辐射后3-氯酚的去除率、紫外-可见光谱、脱氯率、总有机碳(TOC)去除率等,探讨了吸收剂量、氯酚初始浓度、H2O2加入对氯酚降解效果的影响,并初步探讨了氯酚降解动力学特性.结果表明,当3-氯酚浓度为10 mg.L-1,辐射剂量为2 kGy时,脱氯率可达100%,TOC去除率达53%;当辐射剂量提高到8 kGy时,3-氯酚可完全矿化,TOC去除率达100%.3-氯酚的辐照降解过程可用一级反应动力学方程拟合.氯酚单独γ-辐射以及辐照/H2O2联合处理的一级反应动力学常数k分别为0.279 h-1和0.542 h-1.