苯醌对聚合硅酸铁多相UV-Fenton体系的增效机制

通过构建苯醌增效聚合硅酸铁多相UV-Fenton体系,讨论了体系中橙Ⅱ的脱色和降解途径.在研究苯醌浓度对聚合硅酸铁铁离子的释放、Fe²⁺与Fe³⁺之间的转化、H₂O₂分解和·OH生成影响的基础上,提出了苯醌对聚合硅酸铁多相UV-Fenton体系的增效机制.结果表明,随苯醌浓度的增加,其紫外光下光解还原聚合硅酸铁并释放Fe²⁺的程度增大、H₂O₂分解速度加快、产生·OH浓度峰值增高且出现的时间提前;苯醌增效体系释放于溶液中的Fe²⁺可以通过Fenton反应转化成Fe³⁺,反应结束后聚合硅酸铁能重新吸附Fe³⁺并使其浓度降低,避免了增效体系铁离子的二次污染.本研究将为多相催化剂催化过程的调控提供新的视角,为多相光助-芬顿反应在有机废水资源化中的应用提供理论依据和技术支持.     

影响电解4-硝基苯酚和苯醌生成转化的因素研究

该研究利用热分解和电镀法制备了Ti/Sb-SnO_2/α-PbO_2/β-PbO_2电极,并采用扫描电子显微镜、X-射线衍射仪、线性伏安法和循环伏安法对所制备电极进行形貌与性能表征。以4-硝基苯酚(4NP)为目标污染物,评估所制备电极的电催化氧化活性,同时考察4NP的转化及苯醌(BQ)的生成。通过阐明BQ生成机理及构建动力学模型,揭示4NP降解及BQ生成的动力学规律。在此基础上,探究不同电解质浓度、电流密度、4NP初始浓度和初始p H值对4NP去除率以及苯醌生成的影响。结果表明,4NP的降解与BQ的生成与操作参数密切相关。在较高浓度支持电解质(50 mmol/L)、低电流密度(5 m A/cm~2)、高4NP初始浓度(75μmol/L)和酸性pH(pH=5)条件下,BQ的生成浓度相对较高。总体而言,所制备的阳极材料具有较好的电催化氧化性能,可有效降解4NP及其中间产物BQ。     

Quinone-mediated decolorization of sulfonated azo dyes by cells and cell extracts from Sphingomonas xenophaga

The effects of various quinone compounds on the decolorization rates of sulfonated azo dyes by Sphingomonas xenophaga QYY were investigated. The results showed that anthraquinone-2-sulfonate (AQS) was the most effective redox mediator and AQS reduction was the rate-limited step of AQS-mediated decolorization of sulfonated azo dyes. Based on AQS biological toxicity tests, it was assumed that AQS might enter the cells to kill them. In the cytoplasmic extracts from strain QYY, AQS effectively increased decolorization rates of sulfonated azo dyes than other quinone compounds. In addition, we found a NADH/FMN-dependent AQS reductase using nondenaturing polyacrylamide gel electrophoresis (Native-PAGE).     

一种新型石墨电极的制备及其对苯酚的去除

为了探索一种对有机废水处理有效、廉价、来源广泛、环境友好的电极,以石墨、环氧树脂、固化剂和丙酮为原料,研究制备了一种新型石墨电极 (NGE). 分别采用热水浸泡、乙醇溶液回流、丙酮回流、超声-丙酮回流以及电化学法对制备的石墨电极进行预处理,前三者效果较差,超声-丙酮回流可改善处理效果,但不够理想,电化学法可取得满意的效果.苯酚降解的UV光谱分析表明,尽管商品石墨电极 (CGE) 比NGE具有更高的苯酚氧化效率,但其电解液积累大量的苯醌,而NGE电解液中苯醌积累量少,并且电解过程中逐渐降低. NGE比CGE具有更好的TOC去除效果,两者TOC去除率分别为40%和31%. SEM分析结果表明,CGE被严重腐蚀,NGE无明显变化,表现出良好的稳定性.     

Fenton氧化对硝基苯酚过程中Fe2+/Fe3+的氧化还原机制

Fenton降解对硝基苯酚(PNP)过程中,Fe2+经历一个快速氧化后快速还原,最后在高浓度水平上保持稳定的变化过程。通过分析中间产物的变化过程,发现有机中间产物氢醌和苯醌构成一对氧化还原体系催化Fe3+向Fe2+的转化,本研究从Fe2+/3+转化机制的角度进一步明确了Fenton降解PNP的机理。     

应用~(32)P-后标记技术对苯醌和氢醌处理人血淋巴细胞形成DNA加合物的研究

应用核酸酶Ｐ１促进的３２Ｐ－后标记技术对苯醌和氢醌处理人血淋巴细胞后形成的ＤＮＡ加合物进行了研究。结果表明，人血淋巴细胞被苯醌和氢醌处理２４ｈ之后，均形成了同一种ＤＮＡ加合物。两种化合物在不同浓度下处理人血淋巴细胞每１０７核苷酸中有０．０１～１０个核苷酸形成加合物。为了达到同等ＤＮＡ加合物水平，氢醌比苯醌需要更高的浓度。小牛胸腺ＤＮＡ与苯醌、氢醌反应可生成５种ＤＮＡ加合物。用苯醌或氢醌处理淋巴细胞所形成的加合物种类与上述纯ＤＮＡ与苯醌，氢醌形成的５种加合物在双向薄层层折图谱上完全不相符合。这些结果意味着苯醌、氢醌与ＤＮＡ的加合作用在细胞内存在着修饰机制。     

饮用水中消毒副产物卤代苯醌的污染及水解特征研究

卤代苯醌（HBQs）是一类新型的消毒副产物，广泛存在于国内外饮用水中，与膀胱癌高度相关.由于我国对HBQs的研究时间不长，因此，对饮用水中HBQs的研究不够充分.本研究对天津市某自来水厂处理工艺出水及供水系统中HBQs的浓度进行了调查，共检出3种HBQs（二氯苯醌、二溴苯醌及二氯甲基苯醌），首次报道了我国饮用水中二氯甲基苯醌的浓度.此外，由于HBQs在水中易发生水解反应，识别HBQs在不同pH值和温度下的水解特性可以更好地描述HBQs的环境行为.因此，本研究以4种HBQs为代表，考察了HBQs在不同pH值和温度下的水解特性.结果表明，偏碱性的环境和较高的温度有利于HBQs的水解，氯代苯醌的稳定性高于溴代苯醌，异构体在水中的稳定性也有差别.     

紫外光协助下DSA电极对1,4-苯醌的强化开环作用研究

以商品化DSA电极为光电极,以1,4-苯醌为模型污染物进行了光电催化降解,考察了外加电解质、外加电场强度和初始pH条件等因素的影响.结果表明,光电催化氧化过程的TOC去除率是单独光催化氧化和电催化氧化过程之和的1.25倍,光电催化降解过程具有更高的降解效率,证明光催化氧化和电催化氧化过程的耦合产生了一定的协同作用.外加电解质和外加电场均能在一定浓度和强度范围内有效提高光电催化降解效率.酸性和中性pH条件利于1,4-苯醌的开环矿化.探讨了光电催化氧化机制,指出以电化学氧化作用为主导的光助电催化氧化过程能够高效产生羟基自由基,降解效率可调,在水处理中更具实用价值.     

电化学氧化法处理含盐苯醌模拟废水

利用钛基二氧化铅电极(Ti/PbO_2)作为电催化活性阳极,通过电化学氧化技术对苯醌进行降解矿化,考察常见共存无机盐对苯醌废水降解效率的影响。结果表明,NaCl存在下苯醌废水溶液的COD去除率相比硝酸盐提高了62%,相比硫酸盐提高了45%,NaCl能够显著增强电氧化去除苯醌的电流效率。苯醌的降解对氯离子非常敏感,存在少量的氯离子即可以引起氧化效率明显增加。氯离子浓度越高,苯醌模拟废水的COD去除率越高;但当氯离子浓度高于0.3mol·L~(-1)时,COD去除率反而有所下降。pH为8的弱碱性环境更有利于含氯离子苯醌废水的电氧化降解反应。提高电流密度可增大COD去除率;但升高温度会降低COD去除率。在pH为8、NaCl浓度为0.3 mol·L~(-1)、电流密度为10mA·cm~(-2)、温度为20℃的条件下,初始浓度为100 mg·L~(-1)的苯醌经3 h电化学氧化降解后COD去除率可达80.9%。通过高效液相色谱对电氧化降解苯醌的中间产物进行分析,发现氯离子存在下苯醌的降解速度显著提高,中间产物顺丁烯二酸的生成速度更快,这说明由氯离子生成的强氧化剂对苯醌具有极强的开环能力。     

热处理对SnO2/Ti电化学催化降解p-苯醌的影响

用热分解方法制备了钛基二氧化锡阳极(SnO₂/Ti),对比研究了空气/氧气2种热处理气氛对电极性能的影响.用扫描电镜(SEM)观察了电极表面形貌,对电极表面主要膜元素的化学状态进行了X射线光电子能谱(XPS)分析,对电极在不同溶液的动电位极化行为进行了测试,研究了2种电极在5mA/cm²恒电流状态下对p-苯醌的电解催化去除性能.SEM观察表明,2种电极表面都为典型的泥裂形貌,但在氧气气氛中退火处理的电极具有更大的活性表面积.XPS分析发现,在氧气气氛中退火处理的电极表面Sn3d_5/2、Sb3d_5/2电子的结合能较在空气气氛中退火处理的低0.15eV.动电位极化测试结果与恒电流电解实验结果都表明,在氧气气氛中退火处理的电极对水中p-苯醌具有更好的电化学催化去除性能.在电解进行至溶液完全脱色的情况下,氧气气氛中退火处理的电极对水中TOC的去除率为76.3%,而空气气氛中退火处理的电极对水中TOC的去除率为63.3%.在2种电极条件下,溶液中TOC浓度随电解时间的变化规律均符合指数变化规律.