功率超声场作用下水溶液中甲苯的降解机理

研究密闭体系功率超声场中甲苯的超声降解过程,并探讨降解机理及反应历程.甲苯的降解效率受辐射时间影响较大,降解过程符合拟一级反应,通常处理40min后可以获得90%～95%的去除率,而溶液中饱和气体种类等也产生一定的影响.经pH、紫外和SMPE-GC-MS等分析,以及发光氨与自由基反应现象,证实甲苯的超声降解以自由基降解为主,主要中间降解产物为苯甲醛、联甲苯、邻苯二甲酸二丁脂等,最终产物为二氧化碳和水.     

脉冲电晕放电降解水溶液中甲苯实验研究

采用针-板式脉冲电晕反应器对水溶液中甲苯的去除效果进行了实验研究.反应器为Φ90 mm×50 mm圆筒结构,反应器顶部均匀布有不锈钢针放电正极,反应器底部装有板接地电极.反应器上部空间为气体.放电针头与液面的距离为18 mm.实验结果表明水溶液中甲苯的去除率随脉冲峰值电压升高而增大;实验发现在气相为氩气氛围下甲苯的去除效果要好于在氮气和空气氛围下.放置一段时间达到气液平衡后再进行电晕放电,有利于提高甲苯的去除效率.对反应后的水溶液进行测定,检测到有苯甲醛等有机物生成,在水面上方的气体中检测到了CO和CO2的生成.     

超声降解水体中有机污染物技术综述

超声降解水体中有机污染物技术正受到越来越多的关注。文章综合介绍了该技术的国内外研究现状，包括超声空化机理，声化学反应器类型，有机物降解效果的超声降解工艺。     

超声降解甲胺磷农药废水

 采用功率超声的新方法,研究了超声波功率、频率、声强、变幅杆直径、溶液初始pH值以及空化气体种类等因素对降解甲胺磷农药废水的影响.结果表明,甲胺磷的降解率与超声反应时间基本呈线性关系,具有一级反应动力学特征;低频范围内改变超声波频率对甲胺磷降解的影响很小;增大超声波功率、声强和变幅杆直径,甲胺磷降解率明显提高f25mm时可达61.7%;溶液初始pH值的影响显著,酸性条件有利于甲胺磷降解;充入空化气体对甲胺磷降解有利,其影响排序为空气>Ar>O2>N2.     

超声降解水体中化学污染物的研究现状

本文简要介绍超声降解水体中污染物的基本原理，从所研究物系和影响因素两方面较为详细地了近年来有关这方面的研究状况，介绍超声降解的两个 发展方向，并拽出该技术走向成熟所面的临的几个问题。     

模拟地下水环境微生物降解甲苯的研究

采集某加油站附近的土样，进行富集、培养、分离纯化，获得一系列降解甲苯的菌株，选择了出降解率最高的菌株进行诱变，再筛选出降解特效菌株，并模拟地下水环境进行驯化。菌株在12d内对甲苯的降解率达到93．5％。利用渗流槽模拟扩大降解实验，第11天甲苯的降解率达87．3％，第15天达到95．2％，证明该菌株是一种能够有效降解地下水中甲苯的菌株。     

两株甲苯高效降解菌降解性能的比较

利用自行研制的玻璃龙头塞三角瓶对2株甲苯降解高效菌的甲苯降解性能进行了测定和比较.在纯培养和以甲苯为单一碳源条件下进行摇瓶实验,结果发现,在初始液相浓度为0～75mg/L范围内,甲苯不会对2株菌的甲苯降解活性产生抑制作用.2株菌对甲苯进行降解的适宜pH值约为7～8,适宜温度范围为28～37℃.比较适宜条件下甲苯降解动力学参数可知,2号菌的甲苯降解性能优于1号菌,其最大比基质降解速率和表观最大比增殖速率分别为0.40h-1和0.18h-1.     

气相中甲苯的臭氧-光催化降解

初步研究了气相中中低浓度(10～80mg/m³)甲苯的臭氧-光催化联合降解,考察甲苯初始浓度、气体流量和湿度对降解效率及去除负荷的影响,并与单一光催化降解进行了比较.结果表明,臭氧-光催化对甲苯的降解效率大大高于光催化的降解效率,在较高浓度时效果更为显著;甲苯浓度在10～40mg/m³范围时,臭氧-光催化降解效率高达90%以上,但随甲苯初始浓度升高而缓慢地线性下降;湿度对甲苯的臭氧-光催化降解稍有影响,但去除率变化不超过2.5%.     

低浓度甲苯的气相光催化降解研究

研究了较低浓度的甲苯在较短停留时间时(17s～83s)的光催化降解,考察了甲苯初始浓度、停留时间、湿度、光源和催化剂载体等因素的影响,并分析了光催化处理降解能力随甲苯负荷的变化.研究表明,在较短停留时间时,甲苯降解率随进口浓度的增大而下降,且停留时间越短,随进口浓度增大而下降的越快;在某一停留时间范围内,甲苯的降解近似遵循一级反应动力学,动力学常数随浓度的增大而增大;低浓度时甲苯的光催化降解受湿度影响较小;低压汞灯为光源时甲苯的光催化降解率显著高于黑光灯为光源时的降解率;涂覆在不锈钢网状上的光催化剂性能随载体目数的增加而提高,但不及涂覆在铝板上的光催化剂.     

甲苯的光氧化降解试验研究

以气相甲苯为对象,研究其在波长为254 nm紫外光下的光氧化降解反应.同时,考察了甲苯初始浓度、光强和相对湿度对甲苯转化率的影响,分析了甲苯降解中间产物的生成机理.结果表明,随着甲苯初始浓度的增加,甲苯转化率缓慢下降;随着光照强度的增强,甲苯转化率逐渐增加;而提高相对湿度,甲苯转化率则为先升高后降低.在甲苯降解动力学分析中发现其光氧化降解过程符合伪一级反应动力学,且表观速率常数与光照强度成正比.通过对甲苯降解中间产物的分析,发现随着光照强度的增加,含苯环物质的降解更为充分,乙醇、乙酸等的相对含量逐渐增加,苯甲醇、苯甲醛缩二甲醇等的含量逐渐降低,在此基础上提出了甲苯生成含苯环产物及开环生成2-戊酮等的降解机理.     

水体系中氧氟沙星的光化学降解研究

研究了高压汞灯和氙灯照射下氧氟沙星(OFLX)在蒸馏水、人工海水和天然海水中的光降解过程,探讨了光源、起始浓度、丙酮、表面活性剂等因素对OFLX光化学降解速率的影响.结果表明,OFLX在高压汞灯下的光反应速率比在氙灯下快得多,均符合一级反应动力学过程;在相同光源下,OFLX在海水中降解最快,其次是人工海水;当OFLX初始浓度为2、4、6mg.L-1时,其光解速率常数分别为0.163、0.140和0.132 min-1,随着OFLX初始浓度增大,其光解率降低;不同浓度的丙酮均能促进OFLX光降解的反应,其反应速率常数为0.084 2～0.102 min-1,且光敏效率与丙酮浓度呈正相关关系;然而当十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、吐温-20(TW-20)等表面活性剂的浓度为5 mg.L-1,它们均抑制了水体中OFLX光降解反应的进程.另外,利用金藻8701单种培养进行了OFLX光化学降解前后的毒性试验,表明OFLX光解过程产生风险较高的中间产物,随着光解进行,产物毒性降低.     

微波辅助光催化降解水中苯酚

利用改装的家用微波炉、微波无电极灯(EDLs)和TiO₂催化剂研究了水溶液中苯酚的光催化降解效果.结果表明,反应30 min,微波辅助光催化(MAPC)能去除92%的苯酚,溶液总有机碳(TOC)减少84%.MAPC的最佳反应条件为:苯酚初始浓度10 mg/L,微波功率900 W,反应液体积50 mL,EDLs-3,催化剂用量1～4 g/L,循环态流速15 mL/min.MAPC处理含酚废水具有较好的应用潜能.     

超声波降解水溶液中甲醛的研究

研究了超声波场降解水溶液中甲醛的行为,并探讨了反应动力学方程。实验表明,超声波降解甲醛能够达到较高的降解率,但反应速率较低。甲醛的降解率随超声作用时间的延长而直线上升,在频率200kHz、功率200W的超声场作用4h后可达到90％左右。反应体系的最佳温度为30℃。在碱性区域甲醛的降解率出现大幅度的增加。溶液中溶解气体的种类对降解反应有一定的影响,降解速率顺序为O_3>空气>N_2。超声波降解甲醛的反应符合一级反应动力学模式。     

超声波降解对硝基苯酚的研究

研究了用超声波技术降解水中对硝基苯酚.探讨了对硝基苯酚初始浓度、溶液初始pH值、声能密度及反应温度等因素对降解效果的影响及规律.实验发现,超声波降解水中对硝基苯酚的主要影响因素为反应物的初始浓度、溶液初始pH值、溶液声能密度及空化反应时间.在较低的pH值,较大超声声能密度的条件下,可有效降解低浓度对硝基苯酚废水.     

氯酚溶液的γ辐照还原降解研究

氯酚由于氯取代基产生的诱导效应,使其容易受到亲核粒子的攻击而被还原降解.通过测定γ辐照前后氯酚母体、Cl-离子以及反应中间产物的浓度变化,研究了4种氯酚水溶液(4-CP、2-CP、2,4-DCP、2,4,6-TCP)与水合电子ea-q反应的降解脱氯过程.结果表明,在水合电子ea-q还原体系中,4种氯酚的降解脱氯顺序依次为:2,4,6-TCP>2,4-DCP>2-CP>4-CP,多氯酚比单氯酚容易降解脱氯,邻位上的氯原子要比对位上的氯原子更容易去除,苯酚和Cl-是氯酚反应降解的最终产物.另外,4种氯酚的降解和脱氯过程皆遵循一级反应动力学特征,4-CP、2-CP、2,4-DCP和2,4,6-TCP的降解反应常数分别是0.154、0.253、0.750和1.188 kGy-1,脱氯反应常数分别为0.137、0.219、0.251和0.306 kGy-1.     

超声波降解水溶液中叔丁醇的研究

研究了超声场降解水溶液中叔丁醇的行为，并探讨了反应动力学模式。实验表明．在本实验条件下超声波降解叔丁醇能够达到较好的降解效果。叔丁醇的去除率随着超声辐射时间的延长而提高，在频率为20kHz、功率为1500W的超声场下，作用80min能够达到90％左右的去除率。反映体系的降解速率随着反应温度的提高而升高，随着初始浓度的增大而降低：反应体系的pH值对叔丁醇的降解率影响不大：溶液中溶解气体的种类对降解效果有一定影响。反应速率常数按照由快到慢的顺序为ko2〉k未作处理〉kN2。在一定的初始浓度条件下，超声波降解叔丁醇的反应符合假一级反应动力学模式。     

改性蜂窝陶瓷催化臭氧化降解水中微量硝基苯

以硝基苯为目标反应物,对改性蜂窝陶瓷、蜂窝陶瓷催化臭氧化和单独臭氧氧化去除水中微量有机污染物的效果进行了比较.发现与单独臭氧氧化相比,改性蜂窝陶瓷和蜂窝陶瓷催化臭氧化工艺可以提高水中硝基苯的去除率,分别为38.35%和15.46%.在本次实验条件下,随着改性蜂窝陶瓷催化剂的用量增加到5份,硝基苯的降解效率上升了30.55%;3种工艺对硝基苯的去除率都随着温度的升高而显著增加,随着pH值的升高越来越大,在pH=10.00左右时,臭氧/改性蜂窝陶瓷联用对硝基苯的去除优势消失;臭氧/改性蜂窝陶瓷催化氧化对硝基苯的去除遵循自由基机理;催化剂对硝基苯的吸附很小,对去除几乎没有影响;对于3个体系,将总量相同的O3多次投加可以获得明显优于一次性投加的去除效果;改性蜂窝陶瓷催化剂的使用寿命较长.     

微囊藻毒素在超声场中的降解研究

研究了功率超声对有毒蓝藻的主要次级代谢物藻毒素的降解作用,以及超声参数等条件对降解效果的影响.结果表明微囊藻毒素在超声场中具有很好的降解效果,实验条件下,频率为150 kHz的超声对藻毒素的降解效果最好,其功率为40 W时,作用20 min后藻毒素的降解率可达到70%以上.同时紫外光辐照可以有效地强化超声对藻毒素的降解.     

PW_(12)/SiO_2光催化降解水中苯酚

采用溶胶-凝胶法制备了二氧化硅负载H3PW12O40催化剂,并采用红外光谱、XRD及BET对其进行了表征。研究了其对水中苯酚的光催化降解性。讨论了负载催化剂用量、光照时间对苯酚和TOC去除率的影响。结果表明:PW12/SiO2负载型催化剂用量为3g/L,光照6h,10mg/L苯酚水溶液中苯酚去除率为93.06%,TOC去除率为73.20%。PW12/SiO2多相光催化10mg/L苯酚水溶液降解反应和苯酚水溶液直接光解反应均为一级动力学反应。