UV185对偶氮染料酸性红G的降解机理研究

该文以UV₁₈₅为光源，研究紫外高级氧化技术对印染废水中酸性红G(ARG)的光降解反应机理。结果表明：UV₁₈₅对ARG降解具有显著效果，远远优于UV₂₅₄光源，光照20 min后降解率可达97.4%。光照功率增加对ARG降解效果显著。酸性条件对ARG的降解速率有提升作用，碱性条件有抑制作用，p H为3.0、6.7、9.0、11.0时，反应动力学常数分别是0.261、0.174、0.151、0.093 min^-1。降解反应动力学过程符合准一级动力学模型，R²>0.990。自由基捕获实验说明UV₁₈₅光照中产生的活性物种·OH和¹O₂对ARG降解贡献程度较大，而·O₂^-无贡献。台式电子顺磁共振波谱仪检测到·OH和¹O₂存在，未检测到·O₂^-。CO₃^...     

紫外增强NaOCl氧化泛影酸钠的效果及产物毒性变化

研究紫外(UV)增强NaOCl氧化泛影酸钠(Sodium Diatrizoate,DTZ)的效果,考察了NaOCl浓度和初始溶液pH对该过程的影响,分析主要活性物种及其贡献,并探讨DTZ的氧化路径和氧化产物毒性的变化.结果表明,UV/NaOCl能够显著提高DTZ的氧化效果,初始pH=6.5,40min,DTZ的降解率达到100%.氧化过程遵循准一级反应动力学,k为4.999×10^-2 min^-1,分别是NaOCl氧化(k=7.517×10^-3 min^-1)和UV (k=1.451×10^-2 min^-1)的6.65倍和3.45倍.自由基抑制实验表明,与HO·和Cl·相比,二级氯自由基ClO·和Cl₂^-·是UV/NaOCl氧化DTZ的主要活性物种.NaOCl浓度在50～150μmol·L^-1范围升高,DTZ的降解率增加;初始pH对DTZ降解的影响较为显著,pH=6.50降解效果最好,ClO·和C...     

超声辅助电催化氧化降解苯酚影响因素的研究

为探讨水体中苯酚的超声辅助电催化氧化降解,考察了超声的频率和声强、溶液的pH值、温度、支持电解质的浓度,电流密度以及苯酚的浓度等因素的影响。在超声声强分别为21.1W/cm2和27.1W/cm2下电催化氧化降解40min,COD去除率分别为59.3%和64.4%,明显高于无超声作用下41.6%的COD去除率;在中性和弱碱性介质中(pH0值在7￣11之间)苯酚的降解效果较好,pH0=10时,苯酚降解的准一级反应速率常数最大;体系的初始pH值超过11,苯酚的降解速率下降很快,这主要是因为体系的碱性太强导致许多副反应的发生,降低了电流效率,反而不利于污染物的氧化降解;溶液中的支持电解质Na2SO4的浓度(CNa2SO4)为10g/L时,苯酚降解的准一级反应速率常数和电催化氧化降解反应时的槽电压均达到最优;在电催化氧化降解过程中,随着电流密度的增加,污染物的氧化降解速率和效率也随之增大。综合考虑降解效率和电流效率两方面因素,电流密度在10￣30mA/cm2范围内较为适宜。     

负载多壁碳纳米管的多孔Ti/SnO2-Sb-Ni电极电催化氧化双酚A

为发展废水中双酚A（BPA）的处理技术和保护水环境安全,采用“电沉积-热分解”法制备负载多壁碳纳米管（MWCNTs）的多孔Ti/SnO₂-Sb-Ni电极,研究了电极对BPA的去除能力、动力学特征和矿化效率,初步分析了BPA的降解途径.结果表明,当浸渍液中n（Sn）∶n（Sb）∶n（Ni）为100∶10∶1、ρ（MWCNTs）为0.8g·L^-1时,制备的电极对BPA的去除效果最好;负载MWCNTs使得电极表面的晶体尺寸更小,可增大电极的比表面积,为电催化反应提供更多的活性位点,进而提高电极的电催化效率.当c（Na₂SO₄）为10mmol·L^-1、反应液初始pH为5和电流密度为50 mA·cm^-2时,对50 mg·L^-1的BPA降解60 min时去除效率达到99.76%;去除过程符合一级反应动力学方程,速率常数为0.096 min^-1;电解120 min时,TOC去除率达到67.01%.采用液相色谱-串联质谱分析法（...     

O3-SBBR联合工艺深度处理印染工业园生化尾水的效能和机制

针对印染工业园生化尾水中生物难降解的有机氮难题,采用O₃-SBBR(臭氧-序批式生物膜反应器)联合工艺进行深度处理.开展了影响因素实验、降解动力学和淬灭实验,测定了自由基种类、琥珀酸脱氢酶活性和脱氮功能基因.结果表明,适宜的臭氧氧化条件：pH为8.0～8.5、ρ(O₃)为35.0 mg·L^-1左右、 O₃投加量(以O₃/H₂O计,下同)约为100.0 mg·L^-1和反应时间为90.0～120.0 min.臭氧氧化生化尾水的有机氮符合拟一级动力学模型,最大速率常数k值为0.010 35 min^-1[实验条件：pH为8.0、 O₃投加量为150.0 mg·L^-1和ρ(O₃)为35.0 mg·L^-1].臭氧氧化显著提高序批式生物膜反应器(SBBR)的脱氮性能,脱氮效率从19.8%(SBBR)提高到32.9%(O₃     

锰钴水滑石/石墨烯电极的制备及催化性能

采用水热法制备了以氧化还原石墨烯（rGO）为载体的锰钴水滑石（LDH）,即MnCo-LDH/rGO复合材料并研究其氧还原性能.在Mn/Co物质的量比为1：3的条件下,MnCo-LDH和MnCo-LDH/rGO的形貌和催化性能最为突出.与MnCo-LDH相比,MnCo-LDH/rGO在Na₂SO₄溶液中的氧化还原峰更加明显（-0.425V）,且峰电流更大,达到0.749mA/cm².将MnCo-LDH/rGO作为阴极,在120min内持续提供30mA/cm²的电流可使浓度为20mg/L的罗丹明B染料（RhB）降解98.6%,具备良好的降解性能.旋转圆盘（RDE）及自由基淬灭实验结果显示,反应中转移电子数为2,且主要自由基为·OH.     

锰钴水滑石/石墨烯电极的制备及催化性能

采用水热法制备了以氧化还原石墨烯（rGO）为载体的锰钴水滑石（LDH）,即MnCo-LDH/rGO复合材料并研究其氧还原性能.在Mn/Co物质的量比为1：3的条件下,MnCo-LDH和MnCo-LDH/rGO的形貌和催化性能最为突出.与MnCo-LDH相比,MnCo-LDH/rGO在Na₂SO₄溶液中的氧化还原峰更加明显（-0.425V）,且峰电流更大,达到0.749mA/cm².将MnCo-LDH/rGO作为阴极,在120min内持续提供30mA/cm²的电流可使浓度为20mg/L的罗丹明B染料（RhB）降解98.6%,具备良好的降解性能.旋转圆盘（RDE）及自由基淬灭实验结果显示,反应中转移电子数为2,且主要自由基为·OH.     

钴基气体扩散电极强化电芬顿处理磺胺噻唑钠

制备钴氧化物掺杂的碳氮气体扩散电极(Co-CN-GDE)强化电芬顿体系抗生素降解效能.引入CoO_x后,Co-CN-GDE界面反应电荷阻力降低,氧强度提高,促进HO^·等活性物质生成.将其应用于磺胺噻唑钠(STZ)废水处理,20min内随钴掺杂比例从0增加至1/5,反应动力学常数从0.008min^-1提升至0.243min^-1,STZ降解率从76.94%提升至98.99%.同时生物毒性实验证明新电芬顿体系对STZ有去毒作用.最后,通过超高效液相色谱-串联质谱检测STZ降解过程中的产物,得出STZ主要降解路径为α,β和γ键断裂.本文为解决微区强碱环境催化剂还原受阻进一步提高气体扩散电极处理抗生素废水能力提供解决思路.     

恶臭假单胞菌Pseudomonas putida S-1强化微生物电解池丙硫醇降解性能的研究

采用恶臭假单胞菌(菌株S-1)强化微生物电解池的丙硫醇降解性能.结果显示,菌株S-1可促进阳极微生物的生长和加速电子的传递,阳极微生物膜厚度从36μm增加至70μm,氧化和还原峰值电流分别从0.10和0.12 mA增加到0.14和0.21 mA.菌株S-1强化了微生物电解池的降解性能,丙硫醇脱硫率和矿化率分别从25.1%和34.3%增加至81.7%和53.4%.由于丙硫醇中间产物无法全部鉴别和准确定量,采用矿化库伦效率来表征菌株S-1对电子利用率的提升,发现其值从37.1%增大至67.9%.菌株S-1提高了微生物电解池对丙硫醇的降解速率.采用Haldane模型进行动力学分析,发现最大比降解速率(u_max)从3.0 mg·L^-1·h^-1·cm^-2提高至3.4 mg·^-1.h^-1·cm^-2.同时,菌株S-1丰富了阳极微生物多样性.高通量测序结果显示,Pseudomonas,Caldilinea、Thiobacillus、Methyloph...     

BaSnO3钙钛矿光催化降解邻苯二甲酸二乙酯的机理研究

以邻苯二甲酸二乙酯(DEP)为目标污染物,研究了BaSnO₃锡酸盐钙钛矿在模拟太阳光条件下对其光催化降解的潜力.现代谱学表征结果表明BaSnO₃钙钛矿具有丰富的氧空位、结构缺陷和优异的光催化活性,在500W氙灯照射下,120min内能降解91.8%的DEP(10mg/L),降解过程符合准一级动力学,且BaSnO₃钙钛矿在pH值3.0～9.0范围内均保持良好的催化性能.光生空穴(h⁺)、超氧自由基(O₂·^-)和羟基自由基(·OH)均参与了光降解反应,其中O₂·^-起最主要的降解作用.通过密度泛函理论计算(DFT)对DEP的降解路径和机理进行研究,发现活性氧基团(包括O₂·^-和·OH)对DEP苯环羟基化和脂肪链断裂起重要贡献.     

光电催化氧化处理高含氯采油废水的研究

以高压汞灯为光源,考察了在光催化、电氧化、光电催化及光电催化/H₂O₂体系中降解实际油田采油废水的效率.研究了实际高含氯采油废水在TiO₂悬浮态光电催化反应器中的降解动力学.结果表明,在相同的槽电压和反应时间下,光电催化体系降解有机污染物的效率均高于电化学氧化和光催化,而且在电氧化和光电催化氧化体系中均检测到有一定量的活性氯产生,从而可以提高有机污染物的降解效率.光电催化/H₂O₂体系中由于在紫外光的照射下H₂O₂分解为大量的·OH从而使得降解效率在短时间内大大提高.同时详细研究了采油废水的初始ρ(COD_Cr),槽电压和溶液pH等对光电催化降解的影响.      

UV/NaClO和UV/过碳酸钠工艺降解水杨酸的对比

采用UV/NaClO和UV/过碳酸钠（SPC）工艺降解水中水杨酸（SA）,对比考察了氧化剂种类和投加量对SA去除的影响,采用淬灭法和电子顺磁共振波谱仪（EPR）鉴定识别了2种工艺中的自由基,通过竞争动力学的方法计算了SA与•OH、CO₃^•-的二级反应速率常数及反应体系中不同组分的贡献,从环境水样模拟、急性毒性和经济效益等角度比较了SA的去除效果.结果表明,UV/NaClO工艺和UV/SPC工艺降解SA的拟一级动力学常数分别为0.4378,0.3794min^-1.UV/NaClO和UV/SPC体系中分别存在•OH、Cl•和O₂^•-、•OH及CO₃^•-等自由基.SA与•OH、CO₃^•-的二级反应速率常数分别为3.97x10⁹,8x10⁷L/（mol×s）.UV/NaClO工艺中活性氯自由基（RCS）（79.91%）对SA去除起主导作用;而UV/SPC工艺中O₂^•-（51.75%）与•OH（41.42%）起主导作用.环境水样中SA在UV/NaClO和UV/SPC工艺中的降解受到抑制,其反应速率分别平均降低了67%和74%.UV/SPC工艺反应溶液的抑制率（25%）较UV/NaClO工艺反应溶液（63%）低38%.SA降解率达到97.5%以上时UV/SPC工艺的成本[37.1$/（m³×order）]是UV/NaClO工艺成本[4.0$/（m³×order）]的9.3倍,UV/NaClO工艺较UV/SPC工艺具有较高的经济效益.     

硫氯共掺杂g-C3N4纳米片光催化降解染料

采用气泡模板法制备了硫氯共掺杂的g-C₃N₄纳米片,通过XRD、FT-IR、XPS、SEM、UV-vis DRS和PL等手段对样品进行了表征,利用可见光照射下光催化降解罗丹明B（RhB）来评价其催化性能.结果表明,改性后的硫氯共掺杂的g-C₃N₄纳米片具有更大的比表面积,电子-空穴的分离效率提高,并且掺杂引起了能带结构的改变,使降解RhB的氧化基团从单一的·O₂^-变为·O₂^-和·OH双氧化基团,极大地提高了降解能力,制备的硫氯共掺杂g-C₃N₄纳米片对RhB的降解速率常数达到了0.01683min^-1,是纯氮化碳的5.5倍.     

电絮凝法去除水中微量叔丁醇的研究

采用电絮凝法对水中微量的叔丁醇(TBA)进行去除,分别考察了电极材料、极板间距、电流密度、溶液初始pH值对叔丁醇去除效果的影响.结果表明,以铝为阳极、不锈钢为阴极,极板间距为1.4cm,电流密度为20mA/cm²,溶液初始pH值为8时,电解120min后叔丁醇的去除率为80.4%,此时铝阳极实际损耗量(1.93kg/m³)大于理论损耗量(1.61kg/m³).同时,叔丁醇的去除过程可用准一级反应动力学方程进行预测.絮体特性分析表明,在电絮凝去除叔丁醇的过程中除AlO(OH)、Al(OH)₃絮体吸附、絮凝作用外还存在阳极氧化过程,使得叔丁醇被氧化为醛、酮等小分子物质.     

石墨烯三维电极-电Fenton系统降解甲基橙

将三维电极和电Fenton系统结合电催化氧化降解甲基橙废水.制备了Fe₃O₄负载的氧化石墨烯粒子电极GO@Fe₃O₄（GF）和球形凝胶结构SA/GO@Fe₃O₄（SGF）粒子电极,对两种粒子电极进行了表征,探讨了三维电极-电Fenton（3D-EF）系统电催化氧化性能的影响因素,并进行了反应动力学分析,结合Box-Benhnken中心复合响应面设计建立响应面二次多元回归方程模型;采用紫外可见光谱和GC-MS技术研究甲基橙降解过程.结果表明,SGF粒子电极表面形成三维网络状褶皱结构.在初始pH=5,粒子电极投加量3.0g/L,反应时间90min,电流密度30mA/cm²,外加电压7V的反应条件下,SGF粒子电极体系的甲基橙色度和COD去除率分别是98.8%和87.5%,均高于GF粒子电极体系的甲基橙色度去除率87.2%和COD去除率71.2%.响应面模型预测的反应条件和甲基橙色度去除率和实验结果吻合.推测甲基橙降解过程分为3个阶段：断键氧化过程、开环过程和完全氧化过程.     

石墨烯三维电极-电Fenton系统降解甲基橙

将三维电极和电Fenton系统结合电催化氧化降解甲基橙废水.制备了Fe₃O₄负载的氧化石墨烯粒子电极GO@Fe₃O₄（GF）和球形凝胶结构SA/GO@Fe₃O₄（SGF）粒子电极,对两种粒子电极进行了表征,探讨了三维电极-电Fenton（3D-EF）系统电催化氧化性能的影响因素,并进行了反应动力学分析,结合Box-Benhnken中心复合响应面设计建立响应面二次多元回归方程模型;采用紫外可见光谱和GC-MS技术研究甲基橙降解过程.结果表明,SGF粒子电极表面形成三维网络状褶皱结构.在初始pH=5,粒子电极投加量3.0g/L,反应时间90min,电流密度30mA/cm²,外加电压7V的反应条件下,SGF粒子电极体系的甲基橙色度和COD去除率分别是98.8%和87.5%,均高于GF粒子电极体系的甲基橙色度去除率87.2%和COD去除率71.2%.响应面模型预测的反应条件和甲基橙色度去除率和实验结果吻合.推测甲基橙降解过程分为3个阶段：断键氧化过程、开环过程和完全氧化过程.     

PSF多相UV-Fenton体系原儿茶酸与龙胆酸的增效对比

对比研究了原儿茶酸和龙胆酸对聚合硅酸铁（PSF）多相UV-Fenton体系降解橙Ⅱ的增效能力,分析了两种增效体系中铁离子转化、H₂O₂分解以及·OH生成之间的关系,探讨了两种增效试剂对PSF多相UV-Fenton体系的增效机制.结果表明：原儿茶酸和龙胆酸均能够有效促进催化剂Fe²⁺生成与释放,进而提高体系·OH的浓度、促进橙Ⅱ的降解.相对原儿茶酸,龙胆酸对PSF的还原能力更强,其相应增效体系中·OH的浓度更高、橙Ⅱ的降解速度更快.0.2mmol/L的增效浓度下,橙Ⅱ在原儿茶酸和龙胆酸增效体系中第一段脱色速率常数能分别从基础体系的0.11min^-1提高至1.68和2.48min^-1,分别增加14.27倍和21.55倍.原儿茶酸和龙胆酸能够循环增效PSF多相UV-Fenton体系降解橙Ⅱ,反应结束后PSF对Fe³⁺的再吸附使得溶液总铁离子浓度低于5mg/L,从而避免催化剂铁元素的损失以及铁离子的二次污染,表明原儿茶酸和龙胆酸均是PSF多相UV-Fenton体系的高效增效试剂.     

超声气升式环流反应器降解乐果水溶液的动力学研究

采用超声气升式环流反应器(UALR),以臭氧气体为氧化剂,以有机磷农药乐果为典型污染物,研究其降解反应动力学规律.通过对乐果降解过程的表观动力学研究,发现乐果在单独超声辐射(不通入气体,即臭氧)、臭氧(O3)氧化和超声气升式环流反应器(UALR/O2)协同下的降解均符合表观一级动力学.在乐果初始质量浓度为50 mg/L、溶液初始pH为6.0、反应液体积80 mL、超声声强0.5W/cm2、O3流量200 L/h、温度20℃、处理时间4h的条件下,采用超声(US)、O3和UALR/O3工艺,乐果的去除率分别为27%、15%和90%,乐果降解的速率常数增强因子可达到4.816.进一步从UALR/O3系统中存在US、O3和羟基自由基(·OH)协同作用的降解机理,推导出了简化的机理动力学模型.     

Fe/TiO2-x可见光活化过硫酸盐降解双酚A的作用机制

以TiO₂和FeCl₃为原料,通过水热-煅烧的方法成功制备了具有高可见光催化活性的Fe/TiO_2-X催化剂并将其应用于催化活化过硫酸盐降解BPA的研究中.结果表明,研究体系具有优秀的催化氧化能力,BPA(50mg/L)的降解率在40min内达到100%,矿化度达到68.92%,研究同时对复合材料中有无Ti³⁺的自掺杂以及催化剂的投加量、PS浓度对体系降解有机物效能的影响进行了探究.该体系可通过自生光电子还原Fe³⁺实现三价铁和二价铁的高效循环.硫酸根自由基(SO₄^-·)和羟基自由基(·OH)为体系中主要的活性氧化物质,其中·OH贡献率超过66.2%.研究结果同时表明,碱性环境以及体系中的CO₃^2-对体系降解效能具有抑制作用.     

Mn2+协同PDS对酸性蓝80的电催化降解性能研究

以酸性蓝80（AB80）模拟染料废水,采用E-Mn²⁺-PDS协同体系,对AB80进行电催化降解实验.对比了不同催化体系的降解效率,探讨了Mn²⁺与PDS浓度、pH值和电流密度等单因素对E-Mn²⁺-PDS体系电催化降解效率的影响,对E-Mn²⁺-PDS体系中的氧化性物质、AB80的分解产物及其在体系中的矿化程度进行了研究,并分析了降解机理.结果表明：与其他催化体系比较,E-Mn²⁺-PDS协同体系最优,对AB80的降解率高达99.9%.pH值是最主要的影响因素,pH=3时,E-Mn²⁺-PDS协同体系的降解率为99.6%;协同体系中的氧化性物质包括硫酸根自由基（SO₄^-×）,羟基自由基（HO×）,还有活性Mn³⁺;AB80在协同体系中经过多种化学反应形成11种主要分解产物.协同体系对AB80的矿化率是直接电催化的2.6倍;降解机理为：PDS被Mn²⁺与电流激发出SO₄^-×后,SO₄^-×与水反应生成HO×,然后HO×与电流将Mn²⁺氧化为活性Mn³⁺,三种氧化性物质协同降解污染物.