三维荧光分析评价腐殖酸高级氧化前处理效果的研究

地表水中腐殖酸类物质在常规水处理过程中很难被降解去除,大部分残留组分会在后期加氯消毒过程中产生消毒副产物等对人体有害的物质。选取紫外(UV)辐照、过硫酸根(peroxydisulfate,PDS)和双氧水(H_2O_2)高级氧化过程,对腐殖酸进行部分氧化降解,考察了不同的高级氧化作用对腐殖酸的处理效果。三维荧光光谱(fluorescence excitation emission matrix,FEEM)分析结果表明, UV/PDS共同作用可在10 min内极大程度地去除腐殖质类难降解组分,可减轻腐殖质带来的嗅味与色度问题,并可减少后续消毒处理过程中产生消毒副产物的问题。     

Fe2+活化过硫酸钠降解1,2-二氯苯

以Na2S2O8为氧化剂,柠檬酸螯合Fe2+为活化剂,对水中1,2-二氯苯进行处理。首先研究了Na2S2O8浓度、FeSO4浓度、柠檬酸浓度及初始pH值等因素对1,2-二氯苯降解的影响;然后通过正交实验,发现在Na2S2O8浓度14.28 mmol/L、FeSO4浓度7.14 mmol/L、柠檬酸浓度3.57 mmol/L、初始pH值3.0的条件,1,2-二氯苯降解率达到最大(99.28%)。进一步研究表明,柠檬酸螯合FeSO4活化Na2S2O8降解1,2-二氯苯的过程可分为2个阶段,其中第1阶段为快速反应,第2阶段反应速度较慢并且符合一级反应动力学规律。     

Zn/Al双金属氧化物对水中硫酸根离子的吸附性能

研究了用Zn/Al水滑石制得的Zn/Al双金属氧化物(Zn/Al-300)吸附剂对水中硫酸根离子的吸附,考查了吸附剂投加量、初始pH等因素对硫酸根离子吸附的影响。结果表明,Zn/Al-300对水中硫酸根离子的吸附符合Langmuir吸附等温方程,理论最大吸附量为62.5 mg/g。运用动力学方程进行拟合,吸附过程符合准二级动力学方程;溶液的pH影响吸附剂对硫酸根的吸附,在pH=5.5时硫酸根的去除率最大;X射线衍射结果显示,水滑石经过焙烧后丧失了原有的构形,并在吸附硫酸根离子后重新恢复水滑石的部分层状结构。吸附机制主要为Zn/Al-300从溶液中获取阴离子以重建水滑石的晶体结构,即"记忆效应"。对吸附后的双金属氧化循环应用4此后,吸附容量几乎不变,说明双金属氧化物具有可循环型。通过将Zn/Al-300与其他几种吸附剂的经济性分析,表明此吸附剂在使用过程中具有一定优势。     

利用质子化的水杨醛接枝壳聚糖吸附水中硫酸根

以水杨醛（邻羟基苯甲醛）接枝壳聚糖为基础制备出质子化改性壳聚糖,研究其对硫酸根离子（SO24-）的吸附性能。通过静态吸附实验进行了吸附条件的优化以及吸附等温方程研究,用扫描电镜（SEM）和红外光谱（FTIR）对产物进行了表征,并对吸附机理进行了初步探讨。优化的吸附条件为：吸附时间为40min,SO24-溶液初始浓度500mg／L,pH值为5．0,反应温度为35℃;吸附等温方程研究表明,吸附过程符合Langmuir型,吸附容量为107．53mg／g。SEM和红外光谱分析表明：SO24- 主要是被吸附到壳聚糖的氨基上的。     

CoFe2O4/MnO2活化过一硫酸盐降解盐酸四环素的研究

针对四环素类抗生素污染物在水中不断累积，对人体健康和生态环境造成严重危害这一问题，本研究制备了CoFe₂O₄/MnO₂新型复合材料，并将其作为高效过一硫酸盐(PMS)活化剂，用于降解水体中的盐酸四环素(TCH)。降解结果表明CoFe₂O₄/MnO₂-PMS体系具有突出的TCH去除效率，反应40 min后，去除率可达92.7%,远高于单一催化剂-PMS体系。影响因素实验结果显示，CoFe₂O₄/MnO₂-PMS降解体系具有广泛的pH适用性，并且在各种阴离子的存在下仍能保持较高的降解活性。此外，CoFe₂O₄/MnO₂-PMS降解体系具有良好的稳定性和可重复利用性，在5次循环后仍保持较高的催化活性和TCH降解率。机理分析表明CoFe₂O₄/MnO₂复合材料在催化PM...     

亚硫酸氢盐强化微量Fe2+活化过二硫酸盐降解扑热息痛

Fe²⁺可激活过二硫酸盐（PDS）快速产生硫酸根自由基（SO₄^-·），但Fe²⁺会快速转化为低活性的Fe³⁺，且Fe²⁺的投加量普遍较大，限制了该体系的广泛应用.采用亚硫酸氢盐（BS）强化微量Fe²⁺-PDS体系降解水中的扑热息痛（APAP）.结果表明，投加BS可促进Fe²⁺-Fe³⁺的循环，明显改善Fe²⁺-PDS体系对APAP的降解效果，在最优条件下（PDS=0.6 mmol·L^-1；BS=0.4 mmol·L^-1；Fe²⁺=10 μmol·L^-1；pH=4）下，APAP （4 μmol·L^-1）可在180 s内被完全降解.同时，APAP的降解速率随BS （0~0.6 mmol·L^-1）和PDS （0.2~1.5 mmol·L^-1）浓度的增大而升高，适量提高Fe²⁺浓度可促进APAP的降解，但增加BS的投加次数对降解速率影响不大.HCO₃^-与HPO₄^2-明显抑制了体系降解APAP的效率，Cl^-和NO₃^-有轻微抑制作用，腐殖酸（HA）则影响不大.通过淬灭实验和电子顺磁共振波谱检测，证实了体系中SO₄^-·、·OH和单线态氧的产生，其中SO₄^-·是降解APAP的主要活性物种.利用三维荧光光谱技术对APAP降解过程进行了表征，表明APAP降解产物具有荧光特性.此外，还鉴定出5种中间产物，并提出了3种可能的降解途径.体系在实际水体中的效能低于超纯水中的表现，但延长反应时间可明显增强降解效果，表明BS-Fe²⁺-PDS体系是一种有前景的有机污染物降解方法.     

壳聚糖负载磺化酞菁钴催化过硫酸盐降解甲基橙的研究

过渡金属催化过硫酸盐（PS）产生活性氧自由基（ROS）可有效降解有机污染物.为避免均相催化过程中过渡金属带来的二次污染,将磺化酞菁钴（CoPcS）键合固定于壳聚糖（CS）微球载体上,制备出一种结构稳定、较高催化活性的催化剂（CS-CoPcS）,并以偶氮染料甲基橙（MO）为目标污染物,考察不同反应条件对MO降解过程的影响,进而分析了催化剂的稳定性和降解机理.结果表明：CS-CoPcS催化PS可有效降解MO,当反应温度为25℃,MO初始浓度为152.75μmol/L,pH₀为5.5,PS的投加浓度为10mmol/L,CS-CoPcS投加量为1.25g/L,MO在180min的降解率可达87.21%,降解速率为1.24×10^-2min^-1,符合准一级动力学方程;电子自旋共振（EPR）和淬灭实验均证实催化过程产生以硫酸根自由基为主的有效ROS;4次循环利用实验中未能检测出溶液中潜在浸出的钴离子,CS-CoPcS表现出很好的催化活性和结构稳定性.     

钴活化过一硫酸盐氧化过程中卤代副产物的生成

活化过硫酸盐产生的硫酸根自由基(SO~(·-)_4)可以降解大多数有机污染物,被广泛用于地下水、土壤修复等领域.本研究发现在钴活化过一硫酸盐(PMS)高级氧化过程中,溴离子会被SO~(·-)_4氧化生成自由溴,继而和苯酚反应生成溴代苯酚,最终生成三溴甲烷和二溴乙酸等副产物.当反应液中苯酚初始浓度为0.05 mmol·L~(-1)、Br~-浓度0.2 mmol·L~(-1)、Co~(2+)浓度5μmol·L~(-1)、PMS浓度1 mmol·L~(-1)、p H为6.0时,三溴甲烷和二溴乙酸的生成随反应的进行先增加后降低,在8 h达到最大,分别为10.3μmol·L~(-1)和14.6μmol·L~(-1).卤代副产物的生成随p H的升高而降低.当卤离子总量保持不变,随着溶液中Cl~-/Br~-比例的增加,卤代副产物的生成总量逐渐降低,而含氯副产物的产量逐渐增加.本研究为全面评价过硫酸盐高级氧化工艺在污染控制方面的应用可行性提供了依据.     

Ni/硅胶催化过硫酸盐降解酸性橙7的研究

采用浸渍-高温煅烧法制备负载型的Ni/硅胶(SG)催化剂,借助电镜扫描(SEM)、X射线衍射(XRD)及X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂进行了表征,并对Ni/SG催化过硫酸钠(PDS)降解偶氮染料酸性橙7(AO7)的性能进行了研究,同时考察了AO7初始浓度、PDS浓度、Ni浸渍量、催化剂投量等因素对催化性能的影响。结果表明,Ni/SG上主要负载物为立方晶系结构的NiO;在初始pH值为7.0,AO7初始浓度为10 mg/L,PDS浓度为2 mmol/L,Ni/SG的Ni浸渍量和投加量分别为4%、3.0g的最佳实验条件下,Ni/SG催化PDS降解AO7的去除率达到88.9%。