CuO活化过硫酸盐对孔雀石绿的降解

为研究CuO在活化过一硫酸氢盐（PMS）与过二硫酸盐（PS）降解染料时的差异,通过单因素控制实验,探究PMS/PS浓度、CuO投加量、初始pH和氯离子对CuO/PMS和CuO/PS体系降解孔雀石绿染料（MG）的影响。结果表明：常温常压下,在MG初始浓度为10 μmol·L-1,PMS浓度为250 μmol·L-1,CuO投加量为200 mg·L-1的条件下,60 min后CuO/PMS体系对MG的降解率为86.73%;当MG初始浓度为10 μmol·L-1,PS浓度为200 μmol·L-1,CuO投加量为200 mg·L-1时,60 min后CuO/PS体系对MG的降解率为79.07%,过量的CuO和过低的pH均会降低体系的氧化能力。当MG初始浓度为10 μmol·L-1,氧化剂浓度为200 μmol·L-1,CuO投加量为200 mg·L-1时,CuO/PMS体系与CuO/PS体系对MG降解率分别为80.35%和79.07%,降解效果大致相当。在地下水/工业废水中氯离子普遍存在情况下,CuO/PS体系由于不产生硫酸根自由基,则避免了氯代副产物的生成,因而相对硫酸根自由基氧化体系具有一定优势。动力学分析显示,两种体系中MG的降解均遵循一级反应动力学模型。     

纳米铁酸铜催化剂活化过一硫酸盐降解苯胺废水

使用溶胶凝胶法制备纳米铁酸铜催化剂,并用于活化过一硫酸盐催化降解苯胺废水。探究了纳米铁酸铜投加量、过一硫酸盐投加量和pH对苯胺降解率的影响。结果表明,在纳米铁酸铜投加量为2.0g/L、过一硫酸盐投加量为0.2g/L、pH=7.0的条件下,纳米铁酸铜活化过一硫酸盐催化降解苯胺废水的效果最好,反应60min,100mL质量浓度为10mg/L的苯胺降解率可达99%。纳米铁酸铜在反应过程中的总铁溶出量仅为0.87mg/L,总铜溶出量仅为0.03mg/L。苯胺的降解途径:一是苯胺中的氨基被自由基攻击,生成亚硝基苯,继续氧化生成硝基苯,然后开环矿化为CO_2和H_2O;二是氨基对位苯环上的氢原子被羟基取代生成对羟基苯胺,对羟基苯胺被自由基攻击生成亚氨基苯醌,进一步反应生成对苯醌,然后开环矿化为CO_2和H_2O。     

二价铁活化过硫酸盐降解土壤中十溴联苯醚

研究了Fe2+活化过硫酸钠产生的硫酸根自由基降解土壤中十溴联苯醚（PBDE-209）的效果,分别考察了Na2S2O8的用量、初始pH值、Na2S2O8与Fe2+摩尔比例、反应时间4个因素对降解效果的影响。通过正交实验确定了降解污染物的最优条件。结果表明,在Na2S2O8用量为0.8 mmol·kg-1,初始pH为5,Na2S2O8与Fe2+摩尔比为2：1,反应时间为30 min的最优条件下,降解率达96.36%。分子探针竞争实验表明体系中产生了硫酸根自由基。Fe2+活化过硫酸钠降解PBDE-209反应过程符合一级反应动力学。     

煅烧高岭土活化过一硫酸盐去除废水中的四环素

煅烧高岭土(calcined kaolin, CK)是一种含量丰富且绿色环保的材料,因其具有催化活性高且活性位点较多的优点,故将其用以活化过一硫酸盐(peroxymonosulfate, PMS)以去除四环素(tetracycline, TC)。结果表明,CK活化PMS去除TC的过程包括吸附和催化降解。溶液初始pH=6、0.5 mmol·L⁻¹投加量的PMS和0.2 g·L⁻¹投加量的CK为CK活化PMS去除TC的最佳条件。Cl⁻、${\rm{NO}}_3^ - $、${\rm{HCO}}_3^ - $的浓度在0~10 mmol·L⁻¹时对CK活化PMS去除TC体系基本没有影响,而${{\rm{H}}_2}{\rm{PO}}_4^ - $对其体系有较大的抑制作用。自由基淬灭实验结果表明,HO·是CK活化PMS去除TC体系中的主要活性基团。通过液相-质谱联用仪检测出12种产物,阐述了4条可能的降解途径。以上结果表明,CK是一种极具潜力且含量丰富的绿色催化剂,其活化PMS后可应用于净化含有机污染物废水。     

工业废铁屑活化过硫酸盐降解水中环丙沙星的研究

为了有效降解水中的喹诺酮类抗生素环丙沙星(CPFX),降低处理成本,利用工业废铁屑(IWFe)活化过硫酸盐(PS)降解CPFX,探索了IWFe的粒径、反应体系初始pH、PS/CPFX(质量比)对CPFX降解效果的影响,并且研究了反应动力学、自由基的生成以及使用前后IWFe的变化。结果表明,IWFe+PS体系对CPFX的去除率超过90%,随着IWFe粒径的变小和PS/CPFX的增大,CPFX的去除率增加。在中性条件下,CPFX的去除率最大。IWFe的表面氧化物主要为Fe_3O_4和α-FeOOH,其中Fe~(2+)可活化PS产生·SO_4~-和·OH,·SO_4~-和·OH对CPFX的去除率的贡献分别为47.7%和21.9%。使用后,IWFe上Fe~(2+)的减少低于Fe~(3+)的增加,表明IWFe内核的Fe~0也参与了PS的活化。本研究提供了一种高效、低成本的有机废水处理方法,对实际工程具有一定的参考价值。     

羟胺强化Fe2+/过一硫酸盐体系降解邻苯二甲酸二甲酯的研究

利用羟胺(HA)强化Fe~(2+)/过一硫酸盐(PMS)体系降解模拟废水中的邻苯二甲酸二甲酯(DMP),研究了HA的强化机制,并考察了不同因素对HA强化Fe~(2+)/PMS体系降解DMP的影响,最后根据中间产物推断DMP的降解途径。结果表明,添加HA使Fe~(2+)/PMS体系中DMP的降解率从7.5%提升至71.9%,酸性环境下DMP的降解率高于碱性环境,Cl-、PO_4~(3-)和腐殖酸对DMP的降解有抑制作用,SO_4~(2-)对DMP降解几乎无影响。在HA摩尔浓度为0～0.500mmol/L时,DMP降解效率与HA摩尔浓度成正比,但HA摩尔浓度高于0.500mmol/L时会在一定程度上抑制DMP降解。自由基清除实验表明,DMP降解的主导自由基为·OH和SO_4~-·。DMP依次降解为邻苯二甲酸单甲酯、邻苯二甲酸、苯甲酸,最后矿化生成CO_2和H_2O,最终矿化率为31.6%。     

太阳光/CuMnFe LDHs催化剂/过一硫酸盐体系降解双酚A

利用水热法合成了具有高催化活性的CuMnFe三元金属氢氧化物(LDHs)催化剂,确定了最佳的Cu、Mn、Fe摩尔比,通过XRD、XPS、UV-vis DRS、FT-IR、SEM、TEM、BET等方法对催化剂进行了表征,并探究了催化剂投加量、PMS浓度、溶液pH、阴离子的种类和浓度对体系BPA去除的影响,进而通过LC-M...     

载钴钛碳纳米纤维活化过一硫酸盐降解磺胺甲恶唑的效能及机理分析

本研究采用静电纺丝和热处理技术制备了一种网状负载钴钛双金属纳米颗粒碳纳米纤维催化剂(Co/TiO₂@CNFs),并通过SEM、TEM、HRTEM、HAADF-STEM、元素映射、XRD、氮气吸脱附、TGA、拉曼光谱、FTIR、XPS、Zeta电位等手段对催化剂进行了表征和分析,通过批式降解实验优化了二氧化钛(TiO₂)最佳负载量,并研究了催化剂投加量、PMS投加量、温度、pH、共存离子(Cl⁻、F⁻、HCO₃⁻和H₂PO₄⁻)等因素对磺胺甲恶唑(SMX)降解性能的影响。结果表明,TiO₂负载可提高催化剂的催化性能,TiO₂与所制备催化剂的最佳质量比为0.1%;在催化剂投加量为0.1 g·L⁻¹,PMS投加量为1 mmol·L⁻¹时,Co/TiO₂@CNFs在50 min内降解SMX≥99%;在pH为5.8~9内反应最佳;根据阿伦尼乌斯方程计算出反应体系的活化能为63.23 kJ·mol⁻¹;催化剂在4种共存离子存在下表现出较好的催化性能;经5次循环后,Co/TiO₂@CNFs催化降解性能仍保持较好。ESR分析和淬灭实验结果表明,4种活性物种(·OH、SO₄^·−、O₂^·−和¹O₂)参与到SMX的降解过程中,其中,¹O₂在Co/TiO₂@CNFs活化PMS过程中起主导作用。     

过硫酸盐在岩溶管道地下水中的稳定性及其对苯系物的去除效果

原位化学氧化(in situ chemical oxidation,ISCO)是一种高效便捷的去除地下水有机污染物的技术,相比于多孔介质,岩溶地下河中ISCO技术应用还未见报道.为了更好地认识ISCO技术在岩溶地下河石油污染修复中应用的可行性,使用过硫酸盐(persulfate,PS)作为化学氧化剂,在实验室利用碳酸盐...     

生物炭负载γ-MnO2纳米复合材料活化过一硫酸盐降解对氯苯酚的性能及机理

采用水热法合成了4种不同晶相结构MnO₂及生物炭负载γ-MnO₂复合纳米材料,并对其活化过硫酸盐(PMS)降解4-CP的性能进行了研究。采用XRD、SEM、EDS以及XRF等手段对不同复合纳米材料进行了表征分析,发现仅有γ-MnO₂成功负载到生物炭材料表面形成γ-MnO₂@BC复合纳米材料。在优化条件下,γ-MnO₂@BC活化PMS体系能在20 min内将10 mg·L⁻¹对氯苯酚完全降解。γ-MnO₂@BC对H₂PO₄⁻之外的阴离子均表现出较强的抗干扰性。采用自由基捕获及电子自旋共振波谱(ESR)、X射线光电子能谱(XPS)等手段研究了该复合纳米材料活化PMS降解污染物的机理。结果表明,γ-MnO₂@BC活化PMS产生的活性氧物种为单线态氧,并发现Mn(III)与Mn(IV)的比值是影响不同晶相二氧化锰催化性能的主要因素。     

碱热活化过硫酸盐降解柴油精制废水中的有机硫化合物

利用碱热活化过硫酸盐降解水中有机硫化合物。通过对比发现,碱热活化过硫酸钠对有机硫化合物的降解效果优于单一碱活化或热活化方式。废水的碱性特征为碱热活化提供了有利条件,可减少调节pH的药剂费用。此外,考察了过硫酸钠投加量、初始pH及温度对降解效果的影响,并通过监测过硫酸根残留率,分析了以上各因素对过硫酸钠利用率的影响。结果表明,在碱性条件下对有机硫化合物的降解效果优于中性、酸性条件,增加过硫酸钠投加量或提高温度均可提高其降解效果。在初始pH=9.0、50℃、过硫酸钠投加量60mg/L时,有机硫化合物降解率高于98%。     

生物表面活性剂及其在地下水污染修复领域的应用与展望

将生物表面活性剂(BS)应用于地下水修复是一个很好的研究思路.系统总结BS在地下水修复领域的应用,重点介绍BS在去除石油烃污染和重金属方面的科学研究(包括BS的分类及特性、生产底物和修复机理等),并对其与新技术和新材料的结合进行展望.     

MnFeCu-LDHs活化PMS降解氯四环素的效能及机制

针对污水处理厂尾水中抗生素等生物难降解有机物频繁检出的问题,采用相对绿色、低毒性的过渡金属元素制备了锰铁铜类水滑石(MnFeCu-LDHs),并将其用于活化过一硫酸盐(PMS)降解氯四环素(CTC)。探究了初始pH、反应温度、催化剂和PMS投量对CTC降解效能的影响规律,通过化学捕获和淬灭实验确定了活性氧物种(ROS)的种类与贡献,并对反应前后的催化剂进行理化性质表征且考察了催化剂稳定性。结果表明,在初始pH为7、反应温度为298 K、催化剂及PMS投加量均为0.2 g·L⁻¹条件下,反应5 min后CTC去除率达到80.88%,30 min去除率达到91.18%,同时,随着初始pH和温度的提高,CTC的降解效果得到明显增强;ROS淬灭实验和EPR捕获实验结果证实了在该体系中,·OH、SO₄·⁻、¹O₂均参与了CTC的降解,贡献度最高的是¹O₂,其次为·OH和SO₄·⁻;基于反应前后XPS光谱对比分析,发现MnFeCu-LDHs活化PMS过程稳定性较好,此外该催化剂在重复使用5次后,CTC的30 min去除率仍达到73.61%。因此,本研究可为SR-AOPs应用于控制水环境抗生素类污染提供新思路。     

过硫酸盐氧化去除地下水中乙醇的研究

过硫酸盐原位化学氧化在治理地下水有机污染方面得到了广泛应用,但有关过硫酸盐氧化含乙醇土壤和地下水的研究报告较少。为了评价过硫酸盐氧化乙醇进行地下水修复的可行性,在不加入活化剂的情况下,开展了过硫酸盐氧化去除地下水中乙醇的批实验,主要考察了过硫酸盐投加方式和水温对去除效果的影响。结果表明:过硫酸盐能有效氧化去除地下水中的乙醇,增大过硫酸盐初始浓度可以促进乙醇的去除;过硫酸盐氧化乙醇的过程遵循准一级反应动力学方程,其速率常数为0.344 7d~(-1);分批投加过硫酸盐时应及时续投,避免SO_4~-·不足致使乙醇的去除速率降低;水温能影响过硫酸盐的分解速率,是影响乙醇去除效果的一个重要环境因素;过硫酸盐氧化乙醇会导致水体pH下降和氧化还原电位(ORP)升高。     

可见光活化过硫酸盐降解双(2-氯乙基)醚

研究了不同活化方式下过硫酸盐对双(2-氯乙基)醚(BCEE)的降解效果,重点考察了可见光活化过硫酸盐降解BCEE体系中过硫酸钠投加量、BCEE初始浓度、初始pH以及无机阴离子和腐殖酸对反应的影响。结果表明,酸性条件下BCEE的降解效果较好,且随着过硫酸钠投加量增大或BCEE初始浓度减小,BCEE的降解率提高。反应最佳条件为BCEE质量浓度4mg/L、过硫酸钠投加量20mmol/L、溶液初始pH调至3,降解过程符合一级动力学方程。溶液中存在CO23-、HCO3-或Cl-均对BCEE的降解有抑制作用,加入腐殖质则会促进BCEE的降解。通过液-液萃取进行前处理,使用气相色谱/质谱分析检测出3种降解中间产物,分别为1,2-二氯丙烷、氯甲酸异丙酯和氯甲酸氯乙酯。     

LaCoO3催化过一硫酸盐高效降解阿特拉津的性能及机理

钙钛矿类活化过一硫酸盐(PMS)催化氧化技术已成为一种有效处理难降解有机物的方法。然而,关于其活化PMS降解阿特拉津的性能、机理和无机阴离子及天然有机物对催化的影响并不清晰。为此,制备了钙钛矿催化剂,系统地研究了LaCoO₃催化PMS降解阿特拉津(ATZ)的性能和机理,并探究了常见无机阴离子和腐植酸(HA)对降解性能的影响。结果表明,在中性pH下具有良好的降解效果;SO₄²⁻和NO₃⁻轻微抑制降解,高浓度Cl⁻则具有明显的促进作用,其他无机阴离子(低浓度的Cl⁻、H₂PO₄⁻、HCO₃⁻)和HA抑制降解。自由基淬灭实验和EPR测试证明体系中¹O₂和SO₄·⁻起着重要作用,HO·对降解过程也有贡献。XPS测试表明LaCoO₃表面的Co(Ⅱ)位点、晶格氧和氧空位在催化中发挥了重要作用;计时电流测定表明LaCoO₃/PMS体系存在电子转移过程。LaCoO₃表现出较好的稳定性,连续使用5次后ATZ去除率略有下降。最后提出了LaCoO₃活化PMS降解ATZ的可能机理。以上研究结果可为LaCoO₃活化PMS去除ATZ的应用提供参考。