改性活性炭纤维吸附脱除气态汞

采用浸渍法对活性碳纤维(ACF)改性,所制得的吸附剂在固定床上进行汞吸附评价。Boehm滴定表明,浓HNO3和H2O2改性后的ACF表面含氧官能团有所增加,含氧官能团的增加有利于汞的吸附。XRF结果表明,ACF经硝酸银浸渍后,银离子被还原成单质银,使其对汞的吸附性能得到改变,并随着硝酸银浓度的增大而增大。ACF经活性MnO2和KMnO4浸渍后,吸附效果均有所提高,穿透时间大大加长,穿透吸附量也大大提高,两者均可达到170μg/g。     

硝酸氧化和负载铁氧化物改性活性炭催化臭氧化性能

采用硝酸氧化与硝酸铁负载对颗粒活性炭进行改性处理,研究了活性炭样品表面官能团的变化,分析了活性炭样品对酸性大红3R吸附和催化臭氧化能力,探讨了p H值与·OH捕获剂对催化臭氧化效果的影响。结果表明,硝酸改性后活性炭表面羧基、内酯基、酚羟基以及总官能团的含量均明显增加,其中羧基增幅最大;负载铁氧化物后,活性炭表面官能团数量有所降低。活性炭样品化学吸附性能随官能团含量的增加而增强。催化臭氧化对酸性大红3R的氧化降解效果明显优于单独臭氧化。增加表面官能团含量可以加速催化臭氧化反应,但反应速率随着表面官能团消耗而降低;负载金属组分具有更为稳定和有效的催化臭氧化活性。活性炭催化臭氧化性能在碱性条件下明显优于酸性条件,且随着p H值升高而提高。投加·OH捕获剂(Na2CO3)后,其对·OH的消耗使得催化臭氧化效果显著下降。     

碱处理和掺氮耦合改性对活性炭纤维吸附甲醛性能的影响

甲醛作为一种常见的挥发有机化合物(VOC),对人体健康构成长期危害。为提高活性炭纤维(ACF)对甲醛等有害气体的吸附去除能力,采用不同浓度的碱处理和不同温度的氮修饰对ACF进行耦合改性,对共同改性后的ACF进行SEM、BET和XPS等分析测试,获得相关物理化学参数,并评价其吸附去除甲醛气体的性能。研究结果表明:碱处理后的ACF获得了发达的微孔结构和较高的比表面积。氮修饰后,ACF表面含氮官能团数量明显提高。改性后的ACF去除甲醛的性能得到了明显的提升,对初始浓度为4 mg·m~(-3)的甲醛去除率高达98%。吸附去除甲醛性能的提高应该归因于比表面积的大幅度提升和表面含氮官能团数量增加的共同作用。     

活性炭纤维上4-氯酚及焦化废水尾水的O3催化氧化降解实验研究

选择YT-1000型活性炭纤维(ACF)作为催化剂,考察ACF与O3协同作用催化降解水溶液中4-氯酚的最佳反应条件,并将该条件应用于焦化废水生物处理尾水中难降解有机污染物的催化氧化.ACF表面具有丰富的微孔结构,对4-氯酚有良好的吸附作用,在动力学上提高了其与O3反应的起始浓度,并且在ACF表面含氧、含氮等基团的催化作用下发生氧化反应,1 L浓度为100 mg/L的4-氯酚水样中投加2 g ACF反应6 min时,吸附作用对TOC的去除率为43.4%.而ACF协同O3作用时的TOC去除率提高到72.5%,协同增效作用为67.1%;在选定的反应条件下,ACF协同O3降解焦化废水生物处理尾水,60 min时的TOC与色度的去除率分别达到56.8%和96.3%.上述研究过程证明了吸附作用与催化作用的协同能有效降解生物过程不能降解的焦化废水中惰性有机污染物.     

介质阻挡放电和水吸收联合降解挥发性有机化合物

依据介质阻挡放电(DBD)和溶液吸收处理气态污染物的原理,设计出一种DBD和水吸收联合降解挥发性有机化合物(VOCs)的实验装置.研究其对甲苯的降解效果.考察了放电电压、甲苯初始浓度、模拟废气流量对甲苯降解效果的影响.分析了DBD和水吸收的相互作用.结果表明.DBD和水吸收联合可以提高甲苯的降解率.在放电电压为15.9 kV时甲苯的降解率为81.5%.比单独放电时提高了13.3百分点;甲苯的降解率随着放电电压增大而升高,随着气体流量和甲苯初始浓度增大而降低.该技术可以作为放电等离子体前处理工艺,为高效处理上业废气提供参考.     

活性炭表面酸性含氧官能团对吸附甲醛的影响

利用Bothem滴定法测定了化学浸渍处理的活性炭表面酸性含氧官能团浓度,研究表面酸性含氧官能团对甲醛吸附的效应。结果表明,HNO3浸渍处理能有效增大活性炭表面的羧基、酚羟基和内酯基浓度;H2O2浸渍处理主要增大了活性炭表面的酚羟基浓度;随着NaOH浓度的增大,活性炭表面的酚羟基、内酯基和羰基浓度大致呈先增大后减小的趋势,这是由于NaOH的化学清洗作用和酸碱中和反应所致;HNO3浸渍处理的活性炭表面的酸性含氧官能团浓度显著超过NaOH、H2O2浸渍处理的活性炭,而30%(质量分数)NaOH浸渍处理的活性炭和30%(体积分数)H2O2浸渍处理的活性炭吸附甲醛的饱和时间比HNO3浸渍处理的活性炭吸附甲醛最大饱和时间分别多4.0、1.5 h,说明酚羟基能够显著影响活性炭吸附甲醛的效果。     

UV/H2O2工艺降解水中双酚A影响因素的研究

研究了UV/H2O2工艺对双酚A(BPA)的降解效果及影响田素.结果表明,UV/H2O2工艺可以有效降解水体中BPA,降解过程符合一级反应动力学模型;紫外光强对BPA的降解速度影响较小;H2O2浓度对BPA的降解具有促进和抑制的双重作用;BPA初始浓度对BPA降解没有影响;在酸性条件下,有利于BPA降解;NO-3、Cl-、HCO-3对BPA降解有抑制作用;当HCO-3、NO-3、Cl-摩尔浓度均为5mmol/L时,对BPA降解的抑制程度为HCO-3>NO-3>Cl-.腐殖酸在低浓度时,促进BPA降解反应进行;在高浓度时,BPA的降解受到抑制.     

活性炭纤维低温脱除模拟烟气中的VOC

采用H2O2浸渍的修饰方法对ACF进行化学改性,并利用氮吸附等温线和XPS（X-ray photoelectron spectroscopy）的方法对ACF样品进行表征。通过在反应床上开展吸附实验,由此测定改性前后ACF脱除VOC（甲苯作为VOC的代表物）的效果,同时考察氧气、温度、水蒸气等因素对ACF脱除甲苯的影响。研究发现,改性使得ACF样品比表面积和孔容略有降低,但表面含氧官能团含量增加,吸附甲苯的能力也因此增强。当模拟烟气中O2浓度为5%时,ACF脱除VOC效果达到最佳,超过5%之后,氧的促进效果不再明显;温度40℃为最佳吸附温度;当烟气中加入水蒸气时,ACF对VOC的脱除效率降低。     

非平衡等离子体诱导催化剂吸附单质汞

采用非平衡等离子体诱导γ-Al_2O_3催化剂吸附单质汞,分析了等离子体与催化剂之间的相互作用。结果表明,在放电区域填充催化剂和在气流中加入单质汞均可降低放电的起始放电电压,这是因为放电区域填充催化剂使气体空间放电转变成表面的微放电。催化剂表面可以被等离子放电直接活化,使本身不能吸附单质汞的催化剂产生很强的吸附单质汞的能力。在放电能量密度约为19 J·L-1时,等离子体诱导催化剂吸附单质汞的效率可达94.1%。O2对等离子体诱导催化剂吸附Hg0有促进作用,随着O2浓度的提高,吸附效率随之提高。当气流中含有5%O2时,单质汞的吸附效率可达到98.5%,这是因为气流中存在O2时,经放电生成的等离子体中含有活性氧物种O3和O等,这些活性物质因具有氧化单质汞的能力而增强了单质汞的吸附。此外,催化剂表面O3的分解过程也是强化单质汞的吸附的原因。     

活性炭纤维上4-氯酚及焦化废水尾水的O3催化氧化降解实验研究

选择YT-1000型活性炭纤维（ACF）作为催化剂,考察ACF与O₃协同作用催化降解水溶液中4-氯酚的最佳反应条件,并将该条件应用于焦化废水生物处理尾水中难降解有机污染物的催化氧化。ACF表面具有丰富的微孔结构,对4-氯酚有良好的吸附作用,在动力学上提高了其与O3反应的起始浓度,并且在ACF表面含氧、含氮等基团的催化作用下发生氧化反应,1 L浓度为100 mg/L的4-氯酚水样中投加2 g ACF反应6 min时,吸附作用对TOC的去除率为43.4%,而ACF协同O₃作用时的TOC去除率提高到72.5%,协同增效作用为67.1%;在选定的反应条件下,ACF协同O₃降解焦化废水生物处理尾水,60 min时的TOC与色度的去除率分别达到56.8%和96.3%。上述研究过程证明了吸附作用与催化作用的协同能有效降解生物过程不能降解的焦化废水中惰性有机污染物。     

Synergistic effects of liquid and gas phase discharges using pulsed high voltage for dyes degradation in the presence of oxygen

The technology of combined liquid and gas phase discharges (LGD) using pulsed high voltage for dyes degradation was developed in this study. Apparent synergistic effects for Acid orange II (AO) degradation in the presence of oxygen were observed. The enhancement of AO degradation rate was around 302%. Furthermore, higher energy efficiency was obtained comparing with individual liquid phase discharge (LD) or gas phase discharge process (GD). The AO degradation in the presence of oxygen by LGD proceeded through the direct ozone oxidation and the ozone decomposition induced by LD. Important operating parameters such as electrode distance, applied voltage, pulse repetition rate, and types of dyes were further investigated.     

负载TiO2的活性炭纤维改性电极电吸附除氟

采用溶胶-凝胶法制备TiO2凝胶,将TiO2凝胶涂覆在活性炭纤维表面并进行热处理制备改性电极(TiO2/ACF),利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射光谱仪(XRD)、比表面和孔隙度分析仪对负载前后电极的表面特性进行表征,并探讨了其对NaF溶液的电吸附效果。结果表明,电极负载TiO2后表面变得粗糙,比表面积和总孔体积减小,而介孔体积和平均孔径增大。此外,表面的TiO2同时以金红石和锐钛矿的晶型存在。电吸附实验结果显示,加电可以提高吸附容量,而且电压、pH和初始氟离子浓度均对电吸附容量产生影响:电压增大,吸附容量增加,当施加电压为2 V时,电吸附容量为1.03 mg/g,比开路电位时提高40%;pH可以通过影响氟离子在溶液中的存在形态和TiO2/ACF电极表面的羟基基团对电吸附容量产生影响;初始氟离子浓度升高,电极吸附容量增大,但是去除率降低。在处理初始氟离子浓度为4 mg/L的NaF溶液时,在2 V电压、中性pH和12 h的吸附时间下,改性ACF为电极的吸附量为1.32 mg/g。     

Degradation mechanisms of 4-chlorophenol in a novel gas-liquid hybrid discharge reactor by pulsed high voltage system with oxygen or nitrogen bubbling

The effect of gas bubbling on the removal efficiency of 4-chlorophenol (4-CP) in aqueous solution has been investigated using a novel pulsed high voltage gas-liquid hybrid discharge reactor, which generates gas-phase discharge above the water surface simultaneously with the spark discharge directly in the liquid. The time for 100% of 4-CP degradation in the case of oxygen bubbling (7 min) was much shorter than that in the case of nitrogen bubbling (25 min) as plenty of hydrogen peroxide and ozone formed in oxygen atmosphere enhanced the removal efficiency of 4-CP. Except for the main similar intermediates (4-chlorocatechol, hydroquinone and 1,4-benzoquinone) produced in the both cases of oxygen and nitrogen bubbling, special intermediates (5-chloro-3-nitropyrocatechol, 4-chloro-2-nitrophenol, nitrate and nitrite ions) were produced in nitrogen atmosphere. The reaction pathway of 4-CP in the case of oxygen bubbling was oxygen/ozone attack on the radical hydroxylated derivatives of 4-CP. However, in the case of nitrogen bubbling, hydroxylation was the main reaction pathway with effect of N atom on degradation of 4-CP.     

负载TiO_2的活性炭纤维改性电极电吸附除氟

采用溶胶-凝胶法制备TiO2凝胶,将TiO2凝胶涂覆在活性炭纤维表面并进行热处理制备改性电极（TiO2/ACF）,利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射光谱仪（XRD）、比表面和孔隙度分析仪对负载前后电极的表面特性进行表征,并探讨了其对NaF溶液的电吸附效果。结果表明,电极负载TiO2后表面变得粗糙,比表面积和总孔体积减小,而介孔体积和平均孔径增大。此外,表面的TiO2同时以金红石和锐钛矿的晶型存在。电吸附实验结果显示,加电可以提高吸附容量,而且电压、pH和初始氟离子浓度均对电吸附容量产生影响：电压增大,吸附容量增加,当施加电压为2 V时,电吸附容量为1.03 mg/g,比开路电位时提高40%;pH可以通过影响氟离子在溶液中的存在形态和TiO2/ACF电极表面的羟基基团对电吸附容量产生影响;初始氟离子浓度升高,电极吸附容量增大,但是去除率降低。在处理初始氟离子浓度为4 mg/L的NaF溶液时,在2 V电压、中性pH和12 h的吸附时间下,改性ACF为电极的吸附量为1.32 mg/g。     

脉冲电弧液相放电等离子体污水消毒灭菌

采用某污水厂的出水,利用脉冲电弧液相放电等离子体技术,研究了放电脉冲次数、放电电压、放电极间距对大肠杆菌灭杀的影响。结果表明:随着放电脉冲次数的增加,灭菌率升高。当放电脉冲次数为400时,灭菌率高达99.1%。随着放电电压的升高,大肠杆菌的去除率升高,其中电压为3 kV最高,灭菌率为96.7%。在相同的电压下,放电极间距越小,灭菌效率越高,放电间距0.5 mm时最佳。利用扫描电镜观察等离子体处理前后大肠杆菌细胞的形貌变化,并根据灭菌的结果对等离子体的灭菌机理进行了分析,发现了灭菌消毒与等离子体中所含的活性粒子成分有密切的关系。     

UV-TiO_2光催化氧化降解双酚A的动力学研究

采用自制光催化氧化反应器,研究了双酚A(BPA)在纳米TiO_2悬浆体系中的光催化氧化特性.结果表明:(1)UV-TiO_2对水中BPA有较强光催化氧化降解作用.在10 W低压汞灯照射下,当纳米TiO_2用量为1.0 g/L、pH为5.5、BPA初始质量浓度为10 mg/L、曝气量为4.0 mL/min、温度为室温、反应时间为120 min时,BPA去除率可达97.1%.当pH≥9.5时,120 min后BPA已经基本光催化氧化降解完全.(2)BPA的光催化氧化降解曲线均很好地符合一级反应动力学方程.其速率常数与纳米TiO_2用量、pH、BPA初始浓度、曝气量有关;促进·OH和电子-空穴对的生成是提高光催化氧化反应速率的重要途径.     

催化臭氧氧化处理对氯苯酚的研究

采用臭氧氧化法处理对氯苯酚溶液,研究了pH、温度、气体流量和对氯苯酚初始浓度等因素对处理效果的影响.反应体系pH越高,越有利于氧化反应.用自制的载有Fe,Co,Mn氧化物的活性炭纤维(ACF)催化剂进行催化臭氧氧化对氯苯酚的实验.结果表明,Fe/ACF显示了较好的催化性能和活性.通过在反应体系中加入一定量的羟基自由基猝灭剂,初步探讨了其催化机理,即催化剂和臭氧反应生成了氧化性极强的羟基自由基.     

电吸附法去除水中刚果红的研究

以一种典型的联苯胺类直接偶氮染料刚果红为模型物,利用自制活性炭电极,研究各种因素(扫描电压、溶液初始浓度、电解质浓度、pH、电极活性炭用量等)对电吸附效果的影响.结果表明,在-1.0～1.0V的扫描电压下,刚果红没有氧化还原反应发生,电吸附是一稳定而又可逆的过程;扫描电压负极化使刚果红的吸附率降低,而正极化能明显提高吸附率,在0.9V扫描电压下的吸附率比开路(扫描电压为零)时提高了18.6百分点;刚果红溶液的初始浓度越高,吸附平衡时的吸附容量越高,但吸附率反而降低,刚果红溶液的初始质量浓度为40 mg/l时的吸附容量是10 mg/L时的4.87倍,而吸附率降低了21.4％;随着电解质Na2SO4的加入,加快了刚果红在溶液中的运动速率,但刚果红的最终去除率有所降低,并且在一定范围内Na2SO4加入的越多,刚果红的最终吸附效果越差;pH为7(未调节)时,活性炭电极对刚果红的吸附率最高,pH为2、11时,吸附率均有所降低;随着电极活性炭用量的增加,刚果红的吸附容量逐渐降低,吸附率则逐渐提高,达到吸附平衡所需时间相应也延长.     

低温等离子体氧化水中难降解有机物研究

实验将介质阻挡放电与电晕放电组合在同一个反应器内,实验废水为直接大红染料溶液,将高压电极上通人50 Hz交流高压电,介质阻挡放电系统的电极间距为30 mm、电晕放电系统电极间距为25 mm、电源电压20 kV,利用常压空气中形成的雾化水电极介质阻挡放电/电晕放电低温等离子体及其活性基团作用于难降解有机物分子.实验分析了...