TiO2与Cu2O光催化降解对硝基苯酚比较研究

分别采用自制的纳米TiO2和Cu2O研究对硝基苯酚的光催化降解.结果表明,模拟阳光条件下,100mg·l-1对硝基苯酚水溶液的氧化亚铜催化反应半衰期为20.0min,而二氧化钛不具备可见光催化能力;在SGY-1多功能光化学反应器中,TiO2催化降解对硝基苯酚的半衰期是48.1min.产物分析表明,n-型半导体二氧化钛的光催化反应存在两种降解历程,生成二羟基硝基苯或脱除硝基.而p-型半导体氧化亚铜催化的光降解反应未检出脱硝基产物,仅检出1,2-二羟基-4-硝基苯.     

酮洛芬在臭氧作用下的降解机制、产物及毒性

利用臭氧(O_3)氧化降解酮洛芬(KET),采用淬灭实验探究了实验过程中KET的降解机理,鉴定了降解中间产物,推测了其降解路径,并且对KET降解过程中的急性毒性进行了评价.结果表明,臭氧能有效降解KET,其降解符合一级动力学.降解过程中臭氧和羟基自由基(·OH)共同作用于KET.KET降解过程中生成了21种主要产物,其中包括3-乙基二苯甲酮、3-(1-过氧化氢乙基)-二苯甲酮、3-(1-乙酰基)-二苯甲酮等产物,降解路径包括羟基化、脱羧基、脱甲基、侧链氧化、酮基断裂等.明亮发光杆菌急性毒性实验表明KET降解过程中生成了较母体更高风险的中间产物.     

烯式吡虫啉(olefin IMI)光解及其光解产物研究

烟碱类杀虫剂吡虫啉(imidacloprid,IMI)在环境中可代谢为生物活性提高10倍的烯式吡虫啉(olefin IMI).研究了olefin IMI的光稳定性、光解动力学和光解代谢途径.结果表明:olefin IMI在避光条件下较为稳定,室温下放置400 d后,olefin IMI含量仅减少3%;而在室内模拟日光条件下,olefin IMI易于分解,光解反应符合一级动力学方程(r＞0.99),半衰期为4 d.olefin IMI的光解反应存在2条主要途径:一是羟基化生成4,5-二羟基化吡虫啉,该产物进一步氧化断裂药效基团硝基亚胺基生成羰基化产物;二是直接脱去硝基基团生成胍基产物.     

酸性染料的臭氧降解与中间产物

以酸性金黄G模拟染料废水为研究对象,观察臭氧氧化过程中染料溶液吸光度和TOC的变化,利用离子色谱仪、红外光谱仪和GC/MS对染料的降解过程进行了分析,并用发光细菌法检测了溶液急性毒性的变化,结果表明,臭氧对染料的降解符合一级反应动力学,反应40 min后染料溶液的脱色率达到99.3%,TOC去除率为35.7%;染料分子中的S有97.8%被转化为SO2-4,分子中的仲胺基部分转化成酰胺基,水解后生成NH+4,最终氧化成NO-3,溶液中有草酸产生;溶液在臭氧化前期由于生成了醛类和酚类物质,使急性毒性首先呈上升趋势,25min后随着氧化的深入,溶液毒性开始逐渐下降,     

1甲-基环己烯气相臭氧氧化生成二次有机气溶胶产物的研究

采用烟雾箱实验模拟了大气中1-甲基环己烯臭氧氧化生成二次有机气溶胶的化学过程.采用衍生化方法和气质联用仪对反应中生成的低挥发性有机酸产物进行了定性定量研究.通过研究.OH自由基清除剂和相对湿度对产物产率的影响,检验了文献中提出的假设反应机理,并提出了各产物的详细形成机理.     

α-蒎烯臭氧氧化反应中二次有机气溶胶理化特性与云凝结核活性

采用环境烟雾箱模拟实验,在近大气条件下研究了α-蒎烯气相臭氧氧化反应.通过气体与气溶胶膜采样进样口FIGAERO(Filter Inlet for Gas and AEROsols)与高分辨率飞行时间化学电离质谱(HRTo F-CIMS)联用对颗粒相产物进行了鉴别,鉴别结果表明,颗粒相产物中浓度最高的是蒎酮醛,其它主要产物包括蒎酮酸、蒎醛酸、降蒎酮酸、降蒎醛酸和蒎酸.采用扫描电迁移率粒径谱仪(SMPS)、气溶胶质量分析仪(APM)与云凝结核计数器(CCNC)联用考察了臭氧氧化反应生成的二次有机气溶胶(SOA)的粒径谱分布、密度、产率以及云凝结核活性发现,随着臭氧氧化反应的进行,SOA的密度、质量浓度以及云凝结核活性均呈上升趋势.同时研究了重要的大气物种SO2对α-蒎烯臭氧氧化反应的影响,实验结果表明,SO2能大大促进气溶胶成核,气溶胶数浓度、质量浓度和产率均提高,同时云凝结核活性也显著增强,其可能的机制是反应中稳定化的Criegee中间体与SO2反应生成硫酸.     

可见光下苯醌类化合物诱导磷酸铁芬顿反应的铁离子源汇机制

构建了可见光下苯醌类化合物诱导磷酸铁产生芬顿反应的体系，分析了苯醌类化合物对磷酸铁释放亚铁离子的影响，比较了苯醌类化合物诱导磷酸铁芬顿反应降解橙Ⅱ的效率，研究了橙Ⅱ降解过程中铁离子和亚铁离子之间的转化以及羟基自由基浓度的变化，讨论了可见光下苯醌类化合物诱导磷酸铁芬顿反应铁离子的源汇机制.结果表明，可见光下苯醌类化合物诱导的磷酸铁是芬顿反应铁离子的间接铁源和直接铁汇.当可见光-磷酸铁-过氧化氢体系分别添加2-氯-1,4-苯醌、苯醌和对二甲基醌，溶液中亚铁离子浓度峰值(对应时间)从基础实验的0.86 mg·L^-1 (120 min)分别提高到2.06 mg·L^-1 (40 min)、1.61 mg·L^-1 (40 min)和1.04 mg·L^-1 (120 min)；铁离子引发的芬顿反应能极大提高橙Ⅱ的脱色率和矿化率：反应60 min时，橙Ⅱ脱色率分别是99.5%、98.1%和77.7%；反应180 min时，橙Ⅱ矿化率分别为78.8%、77.6%和52.4%；反应结束时，总铁离子的浓度会大幅降低至0....     

高铁酸钾氧化降解硝基苯水溶液

采用高铁酸钾氧化降解硝基苯水溶液,研究表明,反应时间、pH值、高铁酸钾投加量、硝基苯水溶液浓度4个因素都会对硝基苯的降解效果产生影响.硝基苯水溶液浓度为55mg·l~(-1)时,初始pH=7-9,高铁酸钾投加量n_(k_2FeO_4):n_(C_6H_5NO_2)10:1,反应时间30min为最优反应条件,硝基苯去除率达到85%左右,COD_(Cr)去除率达到55%左右.通过对反应产物的分析,推测硝基苯首先被高铁酸钾氧化为对硝基苯酚,再进一步被氧化开环生成终产物.     

臭氧对气体中甲硫醇的氧化降解

甲硫醇是主要恶臭污染物之一,研究甲硫醇的降解技术对于恶臭异味的治理具有重要意义.为了获得臭氧对气体中甲硫醇的氧化降解性能,实验研究了臭氧对气体中甲硫醇的均相氧化过程,考察了氧含量、臭氧投加量、反应时间、温度和湿度等因素的影响.结果表明,氧气可将甲硫醇部分氧化为二甲二硫.甲硫醇去除率随臭氧投加量、反应时间的增加而升高,且臭氧对气体中甲硫醇的氧化降解过程符合伪一级动力学反应模型.甲硫醇的去除率随温度升高而增大,该趋势在温度高于50℃时不再明显;氧化反应的最佳相对湿度为45%—62%.采用原位红外光谱、气相色谱-质谱联用和离子色谱技术对甲硫醇氧化降解过程的研究证明,考察条件下,臭氧不能将全部甲硫醇矿化为二氧化碳和水,而是生成了部分醛类和酮类中间产物,且甲硫醇中硫的主要氧化产物是硫单质.综合考虑臭氧氧化甲硫醇的最佳反应条件和降解产物,该工艺存在能耗高、易造成二次污染等不足,在实际应用中不建议采用臭氧直接氧化工艺对含甲硫醇臭气进行净化.     

Fe_3O_4@Graphite电极中性条件下电Fenton降解有机污染物

制备了Fe3O4复合石墨电极(Fe3O4@graphite),通过循环伏安测定,对自制电极的电化学特性进行了表征.在外加电压无隔膜反应池中,基于Fe3O4@graphite为阴极,铂网为阳极,在pH7.0中性条件下,探讨了降解有机染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)及无色小分子2,4-二氯苯酚(2,4-dichlorophenol,DCP)的电Fenton反应特性,结果表明,对1.0×10-5mol.l-1RhB在外加电压6 V和支持电解质Na2SO410 g.l-1条件下,电Fenton反应120 min,RhB降解率达100%.采用过氧化物酶催化反应吸光光度法和苯甲酸荧光分析法跟踪测定RhB降解反应过程中H2O2和羟基自由基(.OH)的变化,表明RhB降解过程涉及.OH历程.采用红外光谱分析和TOC测定RhB降解过程中深度氧化变化,表明电Fenton反应条件下,RhB反应过程中其分子结构被破坏,生成羧酸或者胺类小分子化合物,同时180 min矿化率达59.2%,对2,4-DCP而言,240 min降解率为98.6%,14h矿化率为86.8%.     

五氯酚的臭氧催化氧化特性

通过五氯酚(PCP)的Fe2+/O3催化氧化实验研究了其臭氧催化氧化特性,结果表明,PCP在反应5 min后几乎可以完全分解,但是TOC在反应30 min后的去除率只有50%左右,说明PCP不能被彻底氧化分解.通过对Cl-浓度的分析可知,伴随着PCP的氧化分解,苯环上的Cl会逐渐从苯环上释放到溶液中,而紫外吸光度值随反应时间的变化说明了臭氧催化氧化可以使得PCP中的苯环打开,将含有不饱和键的有机物转变成饱和的有机物.GC-MS分析结果表明,PCP的臭氧催化氧化首先是苯环的脱氯过程,随着反应的进行,苯环被打开,形成酯、醛、酸、氯代烷等小分子物质,最后被分解成CO2和H2O.     

类固醇类内分泌干扰物羟基衍生化条件的优化

以N-甲基-N-三甲基硅基三氟乙酰胺(MSTFA)为衍生化试剂,采用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)系统研究了4种类固醇类内分泌干扰物雌酮(E1)、17β-雌二醇(E2)、雌三醇(E3)、17α-乙炔基雌二醇(EE2)的羟基衍生化,主要考察了MSTFA用量、衍生化温度、衍生化时间对类固醇类内分泌干扰物衍生化效果的影响以及衍生化产物的稳定性、标准曲线、仪器检出限等.结果表明:100μl浓度为0.01μg.μl-1的标准混合溶液,MSTFA的最佳用量为20μl;最佳衍生化条件为70℃下反应30min;衍生化产物的稳定性较好,在-20℃下放置48h,相对响应因子(RRF)基本没有降低;在优化的实验条件下,各待测物具有良好的线性相关性,E1和E2的仪器检出限为0.1pg.μl-1,EE2和E3的仪器检出限为1pg.μl-1.     

ZnO-MgO/Al2O3吸附-臭氧催化氧化处理难降解有机废水

以活性氧化铝为载体,采用浸渍法制备催化剂,对甲基橙及草酸模拟废水进行处理.在中性条件下,臭氧催化氧化比单独臭氧氧化能提前30 min使得甲基橙溶液褪色,反应105 min时,臭氧催化氧化对TOC的去除率高达96.53%,比单独使用臭氧氧化对甲基橙TOC去除率提高了47.19%,在处理草酸废水时臭氧催化氧化对TOC去除率高达80.59%,比单独使用臭氧氧化对草酸TOC去除率提高了59.14%.在处理甲基橙及草酸的小试实验中催化剂对有机污染物的吸附作用起到了加快反应进行的作用.在对垃圾渗滤液超滤出水时,O₃与COD质量比为1:1时,臭氧催化氧化对COD去除率为49.09%,比单独使用臭氧氧化提高36.37%,臭氧催化氧化对TOC的去除率是单独使用臭氧氧化的2.54倍,在处理垃圾渗滤液纳滤浓水时,臭氧催化氧化对COD去除率高达88.72%,比单独使用臭氧氧化提高37.60%,并且臭氧催化氧化对TOC的去除率是单独臭氧氧化的1.6倍.臭氧催化氧化反应过程中产生的羟基自由基对有机物更快的反应速率.     

臭氧氧化法去除水中邻苯二甲酸二甲酯的初步研究

研究了水溶液中邻苯二甲酸二甲酯的臭氧氧化，考察了pH值、温度、臭氧用量等对反应的影响，结果表明：臭氧氧化使溶液的总有机碳（TOC）减少，并使紫外（UV）吸收大大降低，毛细管电泳（CE）分析证明有邻苯二甲酸的中间产物产生，采用Mn(Ⅱ）催化臭氧氧化，TOC去除率大大提高。     

水体中二氧化钛(P25)光催化降解甲芬那酸的机理

本文研究了甲芬那酸(MEF)在UV-P25光催化降解下的行为和产物.结果表明,在紫外光照下P25能够快速催化降解MEF,实验浓度下很好地符合准一级动力学模型,速率常数为0.338 min~(-1).碱性溶液有利于MEF的降解,随着p H值从5.0增加到10.0,速率常数从0.271 min~(-1)增加到了0.388 min~(-1).采用硝基苯作为分子探针鉴定了P25光催化降解MEF过程中生成的羟基稳态浓度为0.58×10~(-1)2mmol·L~(-1),通过异丙醇猝灭计算出羟基自由基贡献率为95.7%,由此推算MEF与羟基的实际二级反应速率常数为1.04×1010L·(mol·s)~(-1).采用UPLC/MS/MS鉴定了MEF降解产物,推测MEF的光催化降解途径主要涉及脱氢反应、羟基化反应和酮化反应.发光菌急性毒性试验评价MEF降解过程中中间产物的毒性变化表明,UV-P25是一种有效降低MEF毒性的方法.     

水中天然有机物的臭氧氧化处理特性

通过小型实验和液相色谱分析，研究了水中天然有机物的臭氧氧化反应的特性和反应前后有机物分子量的变化情况。结果表明，臭氧氧化的主要功效不在于降低以TOC为代表的水中有机物总量，而是改变了有机物的性质和结构。通过臭氧氧化处理，水中大分子有机物分解氧化为小分子有机物分解氧化为小分子有机物，且具有饱和构造的有机物成分明显增加。     

臭氧氧化结合氨水吸收的烟气脱硫脱氮研究

用氨水溶液吸收法脱除烟气中被臭氧氧化后的SOx、NOx,分析了吸收反应的产物,得出了化学反应的总方程式,利用热力学原理计算了化学反应达到平衡时SOx、NOx、CO2的分压;对氨水吸收法脱除烟气中被臭氧氧化后的SOx、NOx的吸收机理进行了研究,分析了SOx、NOx在氨水溶液中的吸收特性.结果表明:臭氧氧化结合氨水吸收同...     

针铁矿催化氧化溴酚生成羟基多溴联苯醚和溴代二噁英

探究了针铁矿催化转化溴酚(2,4-DBP或2,4,6-TBP)生成羟基化多溴联苯醚(HO-PBDEs)和溴代二噁英(PBDD/Fs)的可能性.结果表明,针铁矿可以在常温和干反应条件下有效地催化转化溴酚化合物生成HO-PBDEs和PBDD/Fs.反应16 d,97.3%的2,4-DBP被针铁矿氧化转化,其中2.4%被转化为2'-OH-BDE-68,2.8%被转化为2,2'-OH-BB-80,0.2%被转化1,3,8-Tr BDD,0.4%被转化为2,4,6,8-Te BDF.同样的反应时间内,98.7%的2,4,6-TBP被针铁矿氧化转化,反应产物可能为2'-OH-BDE-121、4'-OH-BDE-121、1,3,6,8-Te BDD和1,3,7,9-Te BDD.根据检测到的产物,提出了针铁矿氧化转化溴酚的可能途径.     

超临界水中Ni/ZrO2催化气化聚乙烯醇水溶液的产氢特性

以追求产氢及降解有机污染物作为协同目标,利用一套连续式超临界水气化装置,在设定压力24MPa,反应温度400-500℃,反应停留时间20-120 s条件下,以Ni/ZrO2为催化剂考察了聚乙烯醇(PVA)水溶液的超临界水气化产氢特性.实验结果显示,催化剂Ni/ZrO2能有效促进PVA水溶液的分解产生富氢气体,气体产物中氢气的含量最高可达81.40%.过程探索发现:反应温度的升高能提高PVA气化效率,但气体产物中H2的含量随反应温度的升高有所下降;随着反应温度的升高,PVA分解趋于彻底,在压力24MPa、温度500℃、停留时间120 s的条件下,TOC去除率、有机碳气化率和氢气化率分别达到71.46%,67.97%和157.24%;停留时间的变化对气体产物含量没有明显的影响,但延长停留时间能提高PVA的气化效率;PVA气化反应中间产物主要为链状烷烃、环烷烃、芳香烃及小分子酸,根据中间产物出现的顺序推测PVA的降解为由C-C键断裂形成小分子物质,这些小分子物质一部分转化为H2,CO,CH4和CO2,一部分形成难降解的芳香族化合物.     

颗粒活性炭催化臭氧氧化降解活性黑5

本文以深度处理后印染废水为配水模拟实际废水,对颗粒活性炭催化臭氧氧化降解活性黑5进行了研究.用低温N_2吸附-脱附等温线、SEM-EDS等对颗粒活性炭进行了表征,发现颗粒活性炭比表面积高达931 m~2·g~(-1).考察了颗粒活性炭吸附性能和催化臭氧活性,结果表明单独臭氧与颗粒活性炭催化臭氧脱色率在反应30 min内均高达100%.反应1h时,5 g·L~(-1)、10 g·L~(-1)颗粒活性炭催化臭氧TOC去除率分别为57%、74%,比单独臭氧高出33%和50%,颗粒活性炭具有良好的催化效果,能提高对污染物的矿化效果.颗粒活性炭促进了溶解性臭氧分解,重复使用6次后10 g·L~(-1)活性炭在反应时间为2 h时染料废水TOC去除率均能稳定在85%左右,多次利用后活性炭的催化活性没有明显降低.EPR检测表明,其主要机制为颗粒活性炭能够稳定地催化臭氧分子分解产生羟基自由基,实现污水中有机物的矿化.