催化湿式氧化乐果农药废水及催化剂的研究

通过共沉淀法制备了用于湿式氧化乐果农药废水的Cu/Mn复合氧化物催化剂,研究了沉淀剂种类、沉淀温度、焙烧温度和活性组分配比等因素对Cu/Mn复合氧化物催化剂的活性及稳定性的影响,确定了最佳制备条件,利用BET比表面积测定和XRD对催化剂进行了表征。结果表明:优化条件制备的Cu/Mn复合氧化物催化剂催化湿式过氧化氢氧化处理乐果农药废水时,具有较高的催化活性和稳定性。催化剂用量以6 g/L,反应温度80℃,过氧化氢加入量为12.0 g/L,反应时间60 min,COD去除率为89.5%,活性组分溶出量较小。     

聚丙烯酸-聚偏氟乙烯树脂对Cu(Ⅱ)的吸附性能

采用溶液热诱导聚合和相转移共混新技术,制备了聚丙烯酸-聚偏氟乙烯(PAA-PVDF)微球树脂,研究了该树脂对水溶液中Cu₂₊的吸附性能,吸附热力学及吸附动力学.模型拟合结果表明,PAA-PVDF树脂对Cu₂₊具有优良的吸附性能,吸附量随温度升高而增大.热力学参数△G0<0、△H0>0、△S0>0,证实了该树脂对Cu₂₊的吸附为自发的吸热过程.PAA-PVDF树脂对Cu2+的等温吸附较好地符合Freundlich等温吸附模型,D-R等温吸附表明该吸附过程为离子交换反应.该吸附过程的动力学符合准二级动力学方程.PAA-PVDF树脂的吸附/脱附性能优良,经吸附/脱附4次循环后,其吸附量>5mg/g,脱附率仍超过95%.     

二维与三维电解法处理含铜废水的试验研究

以含铜废水为处理对象,考察了二维电解法的电解电压、电解时间、pH值、极间距对铜去除率的影响。在此基础上为提高处理效率,两极间填充活性炭和玻璃珠形成三维电解,确定了三维电解的最佳运行条件是极间距4cm,pH值3～4,电解电压22 V,电解135min,铜离子的去除率为80.6%。     

Cu2+强化UV活化过氧乙酸降解水中的双氯芬酸

研究了Cu²⁺强化UV活化过氧乙酸（Cu²⁺/UV/PAA）对水中双氯芬酸（DCF）的降解,考察了pH值、PAA投加量、Cu²⁺投加量、无机阴离子（Cl^-、SO₄^2-、NO₃^-和CO₃^2-）和溶解有机物（DOM）对DCF去除的影响;探讨了DCF在该体系中的降解产物和转化机理.结果表明：UV和Cu²⁺都能活化PAA产生活性自由基促进DCF降解.DCF在Cu²⁺/UV/PAA中的降解遵循准一级动力学,其降解可能归因于直接光解、HO^·氧化和CH₃COO^·、CH₃COOO^·等其它自由基氧化.在pH=3~11范围内,DCF降解的最佳pH=8.5.DCF的降解效率随着PAA投加量的增大而逐渐增高,过量的PAA能与DCF竞争HO^·.Cu²⁺用量的提高也能促进DCF的去除,但是过量的Cu²⁺可生成Cu（OH）₂导致其催化能力下降.由于NO₃^-在UV照射下可以产生HO^·,其对DCF降解有促进作用,且NO₃^-浓度越高,促进作用越明显.不同浓度的Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-和DOM对DCF降解影响较小.在Cu²⁺/UV/PAA降解DCF的过程中,共检测出13种降解产物.根据这些降解产物,提出了DCF可能的转化机理,包括8种不同的反应路径.     

啤酒酵母吸附Cu^2＋的模拟实验

研究了啤酒酵母吸附重金属Ｃｕ２＋离子的可行性及反应条件对去除作用的影响．结果表明：用啤酒酵母处理Ｃｕ２＋,在起始浓度ρ０为２０～４００ｍｇ／Ｌ的范围内,吸附量ｗ为２．９８～１２．０３ｍｇ／ｇ,说明用啤酒酵母去除重金属Ｃｕ２＋是可行的．吸附反应在１０～２０ｍｉｎ基本达到吸附平衡．最适反应温度（θ）和ｐＨ分别为１５～２０℃和４．０～６．０,酵母细胞有一最适投加用量．Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ吸附等温方程的分析表明,η与重金属离子种类有关,与酵母细胞种类关系较小;ｋ值与酵母种类和重金属离子种类有关．     

固定床电化学反应器处理含铜废水研究

砩用一维反应器模型设计的固定床电化学反应器,对模拟含铜离子废水的处理进行了研究。实验表明,该反应器可用于处理含低铜离子废水,处理后既可回收有用Ｃｕ,又可使废水达到国家排放标准（≤１０＾－６）。讨论了Ｃｕ＾２＋的进口浓度、操作温度、操作电压、流体流速、处理注入电导率及反应器填充材料对处理过程的影响。依据实验室的操作对该处理过程进行了初步经济估价。     

铁铜双金属有机骨架MIL-101(Fe,Cu)活化双氧水降解染料性能

针对非均相芬顿传质效率低和Fe（Ⅲ）Fe（Ⅱ）转化慢导致活性低等问题,采用溶剂热法制备铁铜双金属有机骨架材料[MIL-101（Fe,Cu）],并研究了材料界面性质、催化降解染料（亚甲基蓝）性能以及活化催化机制.结果表明,MIL-101（Fe,Cu）晶体结构完整且呈三维八面体形状;比表面积和平均孔径分别为667.2 m² ·g^-1和1.9 nm,可充分暴露反应活性位点.MIL-101（Fe,Cu）在广谱pH范围可活化H₂ O₂高效降解亚甲基蓝.当pH=5、反应20 min,MIL-101（Fe,Cu）/H₂ O₂对20 mg ·L^-1亚甲基蓝的去除率为100%,较MIL-101（Fe）/H₂O₂和单独H₂ O₂分别提高43.1%和88.9%.自由基猝灭实验与反应前后铁和铜价态变化结果表明,羟基自由基（·OH）是MIL-101（Fe,Cu）/H₂ O₂催化降解亚甲基蓝的主要活性物种;Cu（Ⅱ）掺杂引入新的活性位点,且Cu（Ⅱ）/Cu（Ⅰ）循环和Fe（Ⅲ）/Fe（Ⅱ）循环可协同产生·OH,进而提高催化效率.MIL-101（Fe,Cu）作为新型非均相类芬顿催化剂,无需复杂pH调节即可获得良好催化效果,在工业废水处理上具有较好地应用前景.     

Synergistic effects of Cu species and acidity of Cu-ZSM-5 on catalytic performance for selective catalytic oxidation of n-butylamine

In this work, a series of Cu-ZSM-5 catalysts with different SiO₂/Al₂O₃ ratios (25, 50, 100 and 200) were synthesized and investigated in n-butylamine catalytic degradation. The n-butylamine can be completely catalytic degradation at 350°C over all Cu-ZSM-5 catalysts. Moreover, Cu-ZSM-5 (25) exhibited the highest selectivity to N₂, exceeding 90% at 350°C. These samples were investigated in detail by several characterizations to illuminate the dependence of the catalytic performance on redox properties, Cu species, and acidity. The characterization results proved that the redox properties and chemisorption oxygen primarily affect n-butylamine conversion. N₂ selectivity was impacted by the Brønsted acidity and the isolated Cu²⁺ species. Meanwhile, the surface acid sites over Cu-ZSM-5 catalysts could influence the formation of Cu species. Furthermore, in situ diffuse reflectance infrared Fourier transform spectra was adopted to explore the reaction mechanism. The Cu-ZSM-5 catalysts are the most prospective catalysts for nitrogen-containing volatile organic compounds removal, and the results in this study could provide new insights into catalysts design for VOC catalytic oxidation.     

不同浓度草酸对土壤中Cu、Cd形态的影响

用三种不同浓度的草酸(0.5mmol/L、1mmol/L、2mmol/L)处理污染土壤,研究草酸对土壤Cu、Cd形态的影响,结果表明不同浓度的草酸对Cu和Cd的形态均产生一定影响。三种草酸作用下,Cu、Cd的可交换态和碳酸盐结合态均下降,其中0.5mmol/L草酸的作用效果最为显著,Cu分别下降了1.31和3.42个百分点,Cd分别下降了3.37和1.58个百分点。通过比较,可以确定0.5mmol/L的草酸是固定Cu、Cd的最佳浓度。作用于土壤Cu、Cd形态的转变主要是草酸络合溶解和酸性水解综合作用的结果。     

Mulberry-silkworm food chain--a templet to assess heavy metal mobility in terrestrial ecosystems

Assessment of the food chain mobility of heavy metals inthe natural ecosystem receives more attention nowadays. Inthe present study, mulberry-silkworm food chain has beenfocused as a templet to assess the biomobility of heavymetals in soil-higher plant-insect hierarchy. Both in thecase of Cd and Cu treatments, higher mobility wasobserved in the level-1 (soil–root) followed by level-3(leaf–larva), level-4 (larvae–faecal) and level-2(root–leaf). Consequently, roots accumulated more amountsof Cd and Cu, with a limited transport to the leaves.Among the two metals (Cd and Cu) tested, in the plant,the transfer potential of Cd exceeds that of Cu. Whereasin the case of leaf–larval transfer, Cu precedes overCd. Accumulation of Cd and Cu in all the levels (1–4)tested showed a concentration dependent increase, except inthe level 4 (larva–faecal) of Cd treatment where adeclining trend was noticed.