Roles of manganese oxides in degradation of phenol under UV-Vis irradiation: Adsorption, oxidation, and photocatalysis

The effect of crystal structure on photocatalytic activities of manganese oxides and underlying reaction mechanism were investigated.     

ACF吸附法处理苯酚泄漏造成的河流突发污染事故模拟研究

环境突发污染事故给人民生活、经济发展和生态环境造成重大影响,研究污染物泄漏造成的河流污染的应急处理方法十分必要.实验以苯酚为研究对象,选用吸附容量大、密度与水接近的活性炭纤维(ACF)为吸附剂,在自制的河流模型中,研究了ACF对苯酚进行吸附的过程,考察了吸附剂投加量、苯酚浓度、吸附剂比表面积、吸附剂投加方式、水流速度与水质等对吸附速率与吸附效果的影响.实验结果表明,ACF能以较快的速率吸附苯酚;ACF投加量是影响吸附速率最重要的因素,当ACF投加质量之比为1:2:4时,吸附速率常数之比近似为1:2:4;苯酚浓度对吸附速率的影响显著,苯酚浓度较低时吸附速率较高.苯酚初始浓度为7mg·L-1时.经过86min的吸附,苯酚浓度可以达到地表水V类水中挥发酚的限值要求(0.1mg·L-1);在吸附11min左右追加适量的ACF,能够明显提高吸附速率;河水流速和水质对吸附速率影响不大;在实际河水中,ACF对苯酚的吸附过程与在模拟河水中相似,吸附效果显著.     

钛基金属氧化物电极的制备及性能

采用聚合物前驱体法制备了Ti/SnO₂-Sb₂O₃电极，再通过恒电流电沉积法制备了 Ti/SnO₂-Sb₂O₃/PbO₂和Ti/SnO₂-Sb₂O₃/MnO₂电极。采用SEM技术对3种金属氧化物电极表面的形貌进行了表征，并分别以3种电极为阳极进行了苯酚的电催化氧化实验。实验结果表明：电解时间为2.5 h时，Ti/SnO₂-Sb₂O₃电极、Ti/SnO₂-Sb₂O₃/PbO₂电极和Ti/SnO₂-Sb₂O₃/MnO₂电极对苯酚的降解率分别为85.9%，83.2%，44.6%；苯酚在3种电极上的电催化氧化反应均遵循一级反应动力学方程；苯酚在Ti/SnO₂-Sb₂O₃ 电极和Ti/SnO₂-Sb₂O₃/PbO₂电极上的反应速率较快，并具有较高的析氧电位；Ti/SnO₂-Sb₂O₃/PbO₂电极具有更好的耐腐蚀性和更长的使用寿命。     

CuO / 过硫酸氢钾体系催化氧化苯酚简

本论文通过直接沉淀法制备了CuO催化剂，结合过硫酸氢钾，在常温常压下催化氧化处理苯酚模拟废水。采用电子显微镜（SEM）、X射线粉末衍射（XRD）对催化剂进行了表征，并研究了反应过程中各影响因素对降解效率的影响。实验结果表明，在催化剂用量为0.2 g/L，氧化剂浓度为0.25 g/L，pH值为7，反应时间为60 min的条件下，浓度为50 mg/L的苯酚降解率可达100%，TOC去除率达84%。进一步实验表明，催化剂具有良好的重复使用能力。最后，通过自由基捕捉实验，考察了体系中的自由基种类，并根据实验结果，讨论了CuO/过硫酸氢钾体系的催化降解机理。     

微波再生载苯酚活性炭过程中再生产物分析

研究了载氮气和无载气2种条件下,微波再生载苯酚活性炭过程中再生产物的成分和苯酚随再生过程的去向分布。结果表明,无载气时,微波功率越高,再生反应器内温度越高,吸附质的高温裂解反应越彻底,再生产物以挥发性气体为主,有机质种类很少;而当微波功率较低或载氮气再生时,反应器内温度相对较低,苯酚难以被彻底分解,再生产物中含多种复杂的链状或环状有机物。此外,载氮气时,经气提、挥发而去除的苯酚量约占总吸附量的一半,再生炭上无苯酚残留,活性炭吸附性能可完全恢复乃至优化;无载气时,经挥发而去除的苯酚量只有19.9%,其余大量苯酚则在微波作用下裂解或缩合为其他物质随尾气而去除,且再生炭上仍有少量苯酚未被解吸出来。因此,前者活性炭再生的效果优于后者。     

生物活性炭法深度处理印染废水及其生物毒性的表征

采用负载经驯化后微生物的活性炭深度处理实际印染废水,研究生物活性炭系统中存在的生物相及其降解有机污染物的作用,并表征了处理后印染废水的生物毒性.结果表明,生物相中含有草履虫、轮虫及钟虫等原生动物.随着运行次数的增加,活性炭反应器在运行5次后出水的COD、NH3-N及色度去除率骤降,但是生物活性炭处理后出水的COD、NH3-N及色度去除率缓慢下降.生物活性炭能很好地降解印染废水中的苯酚类和稠环芳烃污染物.本研究中生物活性炭反应器对氨氮和COD的去除符合一级动力学方程,去除动力学常数分别为1.02和0.96.经过生物活性炭的处理可以将印染废水的生物毒性降到适于小球藻生长的水平.     

腐植酸强化苯酚厌氧发酵降解

在无外加电子受体的条件下,首次研究了腐植酸对活性污泥厌氧降解苯酚的影响。研究结果表明,腐植酸Suwannee River Humic Acid Standard(SR-HA)、Leonardite Humic Acid Standard(L-HA)和Pahokee Peat Humic Acid(PP-HA)作为氧化还原介体能够提高苯酚的厌氧发酵降解效率。其中腐植酸PP-HA对苯酚的厌氧降解表现出了最为明显的强化效果,反应进行36 h后,苯酚去除率提高了18.5%。当单独投加的PP-HA浓度在0至100 mg/L范围内,苯酚的厌氧降解效率随着腐植酸浓度增加而逐渐提高,而浓度大于100 mg/L后,腐植酸对苯酚降解效率的促进作用随着PP-HA浓度的增加逐渐减缓。除此之外,当低浓度的蒽醌-2-磺酸钠(AQS)(0.02 m M)和PP-HA(20 mg/L)在反应体系中共存时,相比于无介体存在的对照组,苯酚厌氧降解效率提高了约1.4倍。产物分析结果表明,乙酸和CH4作为苯酚发酵降解的重要产物被检测出来。最后,在氧化还原介体腐植酸的存在下,初步探讨了苯酚厌氧发酵降解的代谢途径。     

菌株Pseudomonas sp. JF122降解苯酚同时还原Cr(VI)的条件优化及生长特性研究

采用富集培养法,从钢铁厂附近河流污泥中分离筛选到1株能同时降解苯酚与还原Cr(VI)的菌株JF122.在600 mg·L^-1苯酚与1.2 mg·L^-1 Cr(VI) 的条件下,采用单因素实验考察了温度、初始pH、该菌接种量等因素对其同时降解苯酚与还原Cr(VI)的影响,并通过正交试验L₉(3³)获得适宜的苯酚降解与Cr(VI)还原条件.结果表明,菌株JF122降解苯酚与还原Cr(VI)的适宜条件为:30 ℃、初始pH=6和接种量1%,此条件下,菌株JF122在56 h内能够降解600 mg·L^-1苯酚同时还原1.2 mg·L^-1 Cr(VI).应用响应曲面法建立了菌株JF122的生长与温度、初始pH、接种量等因素间关系的数学模型,并对其生长条件进行了优化.结果表明,菌株JF122最优生长条件与其降解苯酚并同时还原Cr(VI)的最优条件具有一致性.     

苯酚降解红球菌的分离鉴定及降解特性研究

采用富集培养的方法,从唐山污水处理厂附近的植物根际土中分离得到1株高效苯酚降解菌11-111。该菌株为革兰氏阳性菌,可以在以苯酚为唯一碳源和能源的无机盐培养基上生长,能够耐受最高浓度为2 000 mg/L的苯酚。对该菌株的降解性能研究表明,在温度24~32℃,pH值6.5~8.5,装液量≤20 mL(100 mL摇瓶)范围内,摇床转速为160 r/min,菌株对初始浓度500~1 500 mg/L的苯酚均能有效降解。根据该菌株的形态、生理生化特性和16S rRNA基因序列同源性分析结果,鉴定为红球菌属(Rhodococcus sp.)菌株。该菌株具有较强的环境适应能力和苯酚降解能力,有较高的研究价值及应用前景。     

不同pH下纳米铁镍颗粒对生物降解苯酚的影响

研究不同pH(8.0、6.0和3.0)下金属纳米颗粒(Fe和Fe/Ni)对纺锤芽孢杆菌(BFN)降解苯酚的影响.实验结果发现pH在8.0和6.0时投加2种金属纳米颗粒(Fe和Fe/Ni)对BFN降解苯酚有促进作用,其原因主要是纳米颗粒在水中持续腐蚀产生H2,为BFN降解苯酚提供电子,促进BFN的生长.但在pH=3.0时,只有BFN-纳米Fe耦合体系才使苯酚得到部分降解,主要是因为纳米Fe颗粒与水反应产生OH-,使pH值有所升高,更适宜BFN的生长,同时提供电子供体H2促进BFN对苯酚的利用.扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)数据证实金属纳米颗粒(Fe和Fe/Ni)在反应后附着在微生物表面,但微生物的表面形态并未发生显著改变.因此,纳米金属颗粒虽然通过附着影响微生物的活性,但其在腐蚀过程中产生的H2将作为电子供体而被BFN所利用,综合作用的结果是有利于BFN的生长进而提高苯酚的降解速率.