Fe/C微电解耦合H2O2氧化处理页岩气钻井废水

采用Fe/C微电解耦合H2O2工艺对经复合混凝处理后的某页岩气井钻井废水进行处理,考察了Fe/C质量比、Fe/C投加量、溶液pH值、气水比、H2O2（30%）投加量和反应时间对COD去除率的影响。结果表明,耦合工艺最佳实验条件为Fe/C质量比1：1、Fe/C投加量500 g·L-1、溶液pH值2.5、气水比20：1、H2O2（30%）投加量6 mL·L-1、反应时间120 min。最佳工艺条件下,页岩气钻井废水经处理后,出水COD质量浓度为89.54 mg·L-1,去除率达到81.60%。     

光电催化去除柠檬酸铵中的氨氮

采用阳极氧化法制备了二氧化钛纳米管电极,以制备的二氧化钛纳米管电极为光阳极,采用钛片作为阴极,通过光电催化氧化方法对柠檬酸铵中氨氮进行了去除研究。考察了外加偏压、初始pH值、初始柠檬酸铵浓度,电解质的浓度对氨氮去除的影响。结果表明：与传统的光催化法和电化学法相比,光/电法在柠檬酸铵中氨氮降解过程中存在良好的协同效应;在电压为1.0 V,pH为12,NaCl浓度为0.1 mol·L-1,初始投加柠檬酸铵的量以N计为25 mg·L-1的条件下,紫外光照射下,采用二氧化钛纳米管电极,反应120 min后,柠檬酸铵中氨氮的降解达到60%左右。其中,柠檬酸铵中氨氮的降解产物中N2占82.6%。CaCl2对降解柠檬酸铵起到了加速活化作用。     

UV/H2O2工艺降解典型消炎药布洛芬影响因素和降解机理

布洛芬是一种典型药物和个人护理用品（PPCPs）,大量生产和广泛使用给环境带来了一定危害。基于响应面方法,采用UV/H2O2工艺降解布洛芬（IB）,对降解过程中的影响因素（光强、H2O2投加量、初始IB浓度）进行了探讨,构建响应面模型。优化的最佳反应条件为：H2O2投加量0.10 mol·L-1、初始IB浓度5.00 mg·L-1、UV光强1 400 μW·cm-2,预测和实验IB以及反应动力学速率常数接近,说明响应面模型能够有效描述UV/H2O2降解反应过程。同时用离子阱质谱仪鉴定出IB羟基加成物、4-乙基苯酚、对异丁基苯甲酸等降解中间产物,其中IB羟基加成物的细胞毒性大于IB本身,最后提出降解机理。本研究为UV/H2O2工艺降解典型消炎药类污染物提供技术参考。     

TiO2/Ti转盘液膜反应器光电催化处理罗丹明B

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/Ti电极,X射线衍射(XRD)分析表明,TiO2主要为锐钛矿,晶粒尺寸约为46 nm.以TiO2/Ti电极作阳极,Cu电极作阴极,组装成转盘液膜反应器,考察了其光电催化处理染料罗丹明B(RhB)的影响因素(转盘转速、偏压、溶液初始pH、RhB初始浓度和电解质浓度).得到最佳处理条件为:转盘转速90 r/min,偏压0.4V,溶液初始pH2.5,电解质(硫酸钠)质量浓度0.5 g/L.在最佳处理条件下,处理20 mg/L RhB染料废水90 min的脱色率和总有机碳(TOC)去除率分别达到97.2％和72.7％.结果表明,由于同时强化了激发光源的利用率和溶液的传质效率,TiO2/Ti转盘液膜反应器可高效光电催化处理染料废水.     

TiO_2胶体光催化降解罗丹明B染料

TiO2胶体从钛氧有机物水解制备,表征的方法有：X射线衍射光谱（XRD）、激光散射粒径分布、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线光电子谱（XPS）和透射电子显微镜（TEM）。利用罗丹明B染料分子作为探针分子研究TiO2胶体的光催化活性,分析了pH、催化剂用量、外加氧化剂（H2O2）用量及罗丹明B初始浓度对TiO2胶体光催化活性的影响。结果表明：制备的TiO2胶体粒子平均粒径为13.8 nm（激光散法测定）,光催化降解罗丹明B染料的反应属于一级动力学反应,可以用Langmuir-Hinshewood模型加以描述,反应速率常数k1为0.08413 mg/（L.min）,平衡吸附常数k2为1.5305 L/mg;在pH为6,TiO2胶体用量为0.04%,H2O2（含量30%）用量为0.2%（V/V）,光照度为69.6μW/cm2时,5 h后罗丹明B染料的降解率可达到99%以上;相似的条件,0.2%的P25 TiO2粉体光催化处理染料水时,罗丹明B的降解率为90%。纳米TiO2胶体不仅可以提高罗丹明B的光催化降解率,还具有用量少,可有效降低水处理成本的特点。     

Fe(Ⅱ)活化过硫酸钠去除水中三氯生

采用Fe2+活化过硫酸钠（SPS）对水中三氯生（TCS）的去除进行了研究,考察了Fe2+、SPS的投加量、TCS初始浓度、pH值和腐殖酸（HA）等对TCS去除的影响,GC-MS鉴定识别了降解产物。结果表明Fe2+活化SPS工艺能有效去除TCS,2,4-二氯苯酚（2,4-DCP）为其主要降解产物,SPS浓度为1.0 mmol·L-1,Fe2+的投加量为0.4 mmol·L-1时,初始浓度为460 μg·L-1的TCS 2 min后去除率可达93.87％,TCS慢速反应阶段的降解符合一级反应动力学方程,其动力学常数K=0.140 min-1。TCS的去除随Fe2+浓度的增加先增大后减小,高浓度的Fe2+不利于2,4-DCP的降解,适量提高SPS浓度有利于TCS的去除和2,4-DCP的降解,TCS去除随初始浓度增大而降低,酸性环境有利于TCS的去除,腐殖酸对TCS的去除具有抑制作用,低浓度腐殖酸不利于2,4-DCP的降解。     

超声强化H2O2处理废水中的盐酸四环素

采用超声波强化H2O2处理盐酸四环素(tetracycline,TC)模拟废水,研究了不同处理方式、H2O2投加量、超声功率、TC初始浓度和pH对TC去除率的影响.结果表明,超声协同H2O2技术能有效处理含TC的废水,且其降解符合拟一级反应动力学模型.当TC溶液浓度为10mg·L-1、H2O2的投加量为50mmol·L...     

磁性还原氧化石墨烯负载Fe0对罗丹明B的类芬顿降解

合成了磁性还原氧化石墨烯负载零价纳米铁材料（Fe0-MF-RGO）,并在双氧水（H2O2）的作用下构成类芬顿试剂用于对罗丹明B（RhB）的吸附-催化降解。通过正交实验研究了pH值、Fe0-MF-RGO用量、RhB初始浓度、温度和H2O2浓度5个影响因素。在15 ℃、pH值为7.0、Fe0-MF-RGO投加量1.0 g·L-1、RhB初始浓度为50 mg·L-1以及H2O2浓度为0.8 mmol·L-1的条件下,150 min后模拟废水中RhB的去除率达到98.17%,经5次循环使用后去除率为72.97%。     

Fe/AC內电解-H2O2联合技术降解浮选废水中苯胺黑药

研究了Fe/AC內电解-H2O2联合技术在降解浮选废水中浮选药剂苯胺黑药（DDA）的效果及可行性。通过正交和单因素实验,考察了其工艺条件参数对DDA和COD处理效果的影响。结果表明,在初始pH=3,Fe/AC质量比为2：1,H2O2投加量为0.6 mmol·L-1,Fe/AC IME和Fenton氧化工段HRT分别为60 min和20 min的条件下,模拟废水DDA和COD浓度由200 mg·L-1、395 mg·L-1分别降至28.7 mg·L-1和32.9 mg·L-1,去除率分别高达85.6%和91.7%。Fe/AC IME-H2O2连续处理实际浮选废水（COD 880~910 mg·L-1）96 h后,COD去除率仍维持在88.0%以上,残留浓度低于《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）二级标准值。     

UV/H2O2降解水中磺胺嘧啶影响因素及机理

利用UV/H2O2光氧化反应器降解水中的磺胺嘧啶,考察了H2O2投量、pH值、紫外功率等因素对去除效果的影响,同时对反应动力学及降解产物进行了分析。结果表明,在紫外辐照与H2O2氧化共同作用下,UV/H2O2降解水中磺胺嘧啶效果显著,去除率达90%以上,其降解过程符合一级反应动力学模型（R2=0.991 2）。H2O2投量与磺胺嘧啶降解速率常数具有良好的线性关系,H2O2投量由0.03增大至1.50 mmol·L-1,反应速率常数由0.048 2增大至0.359 9 min-1;同时,随着紫外灯功率由5增大至15 W,反应速率常数由0.066 2增大至0.163 1 min-1;随着初始磺胺嘧啶浓度由0.02增加至0.08 mmol·L-1,反应速率常数由0.251 7逐渐降低至0.046 8 min-1;pH由3.0升高至7.0,反应速率常数由0.070 2增大至0.102 3 min-1,当pH继续增大时,反应速率常数反而降低。根据液相色谱/质谱（LC/MS）对中间产物分析,UV/H2O2降解磺胺嘧啶生成质荷比（m/z）为173、186和200的对氨基苯磺酸等中间产物,推测S-N键和C-N键被打开,这些中间产物可进一步被降解,但TOC去除率仅为7%,表明磺胺嘧啶仅部分被矿化。UV/H2O2工艺处理磺胺嘧啶的电能效率（EEO）采用每一对数减少级电能输入进行评价,优化条件下电能效率为0.078 kWh·m-3,可为实际工程应用提供参考。     

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。     

施氏矿物/H2O2体系对废水中甲基橙的降解性能及机理

为了考察施氏矿物/H2O2体系对废水中甲基橙的氧化降解性能,通过化学法合成施氏矿物,分析了溶液初始pH、施氏矿物和H2O2投加量、共存阴离子等因素对甲基橙降解的影响,并对降解机理进行了初步探讨。结果表明：当溶液初始pH为3.0~5.0、甲基橙浓度为10 mg·L-1、施氏矿物和H2O2投加量分别为1.0 g·L-1和800 mg·L-1时,经过12 h反应后,废水中甲基橙降解率可达97.0%;而当初始溶液pH=6.0时,甲基橙的降解被抑制,降解率仅为52.4%。无机阴离子对甲基橙降解率的影响微弱,在Cl-、NO3-、SO42-共存条件下,12 h反应后,甲基橙降解率仍可达90.0%以上。施氏矿物重复利用性能良好,在经6个反应周期后,甲基橙的降解率仍可达93.4%。施氏矿物/H2O2体系可有效拓宽传统Fenton反应的pH范围,该体系对甲基橙具有良好的降解性能,降解过程遵循羟基自由基机理。     

模拟太阳光协同三维电极/电Fenton降解甲基橙

以TiO2纳米管为阳极、石墨电极为阴极、泡沫镍颗粒为粒子电极组成新型的模拟太阳光协同三维电极/电Fenton(3D/SPEF)体系降解甲基橙。研究了该体系的协同处理效果,以及该体系降解甲基橙的影响因素和反应动力学。结果表明:模拟太阳光与3D/EF体系光电催化联合处理表现出良好的协同效应,其处理能耗仅为3D/EF的9/16;协同体系降解甲基橙过程的表观反应动力学总级数为0.97;通过单因素实验确定协同体系最优反应条件为:电压为15 V、初始pH为7、甲基橙初始浓度为50 mg/L、Fe2+投加量为1 mmol/L,甲基橙的去除率达到93.77%,3D/SPEF体系在中性条件更有利于甲基橙的降解,克服了常规三维电极/电Fenton一般只能在酸性条件下进行的不足。     

UV/H2O2协同光降解处理酒石酸镍废水

含镍电镀废水中酒石酸的存在,使得废水中总镍无法通过化学沉淀法去除,无法满足达标排放要求。采用UV/H2O2光降解法处理酒石酸镍体系废水,考察了不同反应pH值、过氧化氢投加量、光照时间对酒石酸镍体系络合废水的处理效果。实验结果表明：UV/H2O2法对酒石酸镍体系废水有很好的协同处理效果,光降解过程呈拟一级动力学过程;优化的酒石酸镍废水处理工艺为反应pH值3.0,30%过氧化氢投加量2 mL·L-1,15 W功率紫外灯光照下反应120 min,在优化的工艺条件下,采用化学沉淀法去除水中镍,处理后电镀废水中总镍可满足《电镀污染物排放标准》（GB 21900-2008）中0.5 mg·L-1要求。     

NiFe2O4/ZnAl-LDH吸附去除水中Cr(VI)

采用共沉淀法合成磁性复合材料NiFe2O4/ZnAl-LDH,通过静态吸附试验考察复合材料去除水中Cr（VI）的性能,系统地研究了溶液初始pH值、吸附剂投加量、吸附时间和温度等因素对Cr（VI）去除效果的影响。结果表明,当溶液初始pH值为2、初始Cr（VI）浓度为50 mg·L-1、吸附剂投加量为4 g·L-1时,吸附过程在240 min内达到平衡,此时Cr（VI）的去除率为89.5%。动力学和吸附等温式的研究表明：NiFe2O4/ZnAl-LDH吸附Cr（VI）的过程符合准二级动力学和Langmuir等温吸附模型。热力学参数表明该吸附过程为自发、放热的反应过程,低温有利于吸附剂对Cr（VI）的吸附。吸附剂经4次再生后对Cr（VI）仍有83.1%的去除率,且其在外加磁场的作用下能快速与水溶液分离,因此NiFe2O4/ZnAl-LDH可作为去除水中Cr（VI）的良好吸附剂。     

H2O2强化水力空化降解罗丹明B废水

通过投加H2O2来强化水力空化技术降解罗丹明B废水(后称"RhB"),考察了入口压力、pH、H2O2投加量和RhB起始浓度等因素对RhB降解效果的影响。结果表明,RhB的降解规律符合拟一级降解动力学;随着入口压力的增加RhB降解率增加;酸性条件能有效提高RhB降解率,pH=3.0时RhB达到最大降解率95.12%;H2O2能有效强化水力空化对RhB的降解能力,但当H2O2浓度增至10 mg/L后,RhB的降解率则不再增加;RhB降解率与其起始浓度成反比;最后探究了RhB的降解机理。     

负载CoO催化粒子电极的制备及其对腐殖酸的降解

以活性炭粉为载体,钴氧化物为催化活性组分,经造粒后制得PAC-Co催化粒子电极,研究了用于腐殖酸（HA）降解的PAC-Co催化粒子电极的制备条件,并采用扫描电子显微镜、X射线衍射和比表面积分析仪等对粒子电极进行表征。结果显示,焙烧温度600℃、焙烧时间2 h、Co（NO3）2浸渍液浓度0.1 mol·L-1为PAC-Co最佳制备条件。在I=0.2 A、进水流量9 mL·min-1、Na2SO4电解质0.01 mol·L-1、pH=7条件下,对于初始COD0=200 mg·L-1的模拟HA废水,反应70 min后,PAC-Co对UV254、色度及COD的去除分别达到95.09、97.84与91.45%,去除率均高于普通活性炭颗粒所制备的GAC-Co粒子电极。     

TiO2胶体光催化降解罗丹明B染料

TiO2胶体从钛氧有机物水解制备,表征的方法有:X射线衍射光谱(XRD)、激光散射粒径分布、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子谱(XPS)和透射电子显微镜(TEM)。利用罗丹明B染料分子作为探针分子研究TiO2胶体的光催化活性,分析了pH、催化剂用量、外加氧化剂(H2O2)用量及罗丹明B初始浓度对TiO2胶体光催化活性的影响。结果表明:制备的TiO2胶体粒子平均粒径为13.8 nm(激光散法测定),光催化降解罗丹明B染料的反应属于一级动力学反应,可以用Langmuir-Hinshewood模型加以描述,反应速率常数k1为0.08413 mg/(L.min),平衡吸附常数k2为1.5305 L/mg;在pH为6,TiO2胶体用量为0.04%,H2O2(含量30%)用量为0.2%(V/V),光照度为69.6μW/cm2时,5 h后罗丹明B染料的降解率可达到99%以上;相似的条件,0.2%的P25 TiO2粉体光催化处理染料水时,罗丹明B的降解率为90%。纳米TiO2胶体不仅可以提高罗丹明B的光催化降解率,还具有用量少,可有效降低水处理成本的特点。     

Ru-TiO2光电极对亚甲基蓝的光电催化降解

采用阳极氧化法制备Ru—TiO2光电极,以该电极为工作电极,石墨作对电极,饱和甘汞电极为参比电极,对亚甲基蓝溶液的光电催化降解进行了研究。结果表明：煅烧温度600oC,掺杂1％Ru的Ru-TiO2光电极催化活性最好;以紫外灯（125W）为光源,当外加偏压0．2V,pH为5时,Ru-TiO2光电催化亚甲基蓝120min可使其完全脱色;亚甲基蓝的光电催化降解遵从Langmuir—Hinshelwood动力学模型,测得其反应速率常数k：0．781mmol／（L·min）,吸附常数K=0．225L／mmol。     

Ce-PbO2/C电极的制备及其去除水中酸性红B

采用电沉积法制备铈修饰的PbO2/C电极,通过SEM、XRD、XPS及循环伏安对PbO2/C、Ce-PbO2/C电极进行表征,结果表明,Ce-PbO2/C电极比PbO2/C颗粒细小,表面均匀致密,电化学氧化能力较强,修饰电极中Ce以CeO2的形态存在。以Ce-PbO2/C为工作电极,电解浓度为1 000 mg/L的高盐酸性红B模拟活性染料废水,考察了电压、pH、电解质浓度、极间距对脱色率、氨氮去除率及COD去除率的影响。确定适宜工艺条件为:初始酸性红B溶液浓度为1 000 mg/L,pH值为6,电压10 V,电解时间1 h,电极间距1.5 cm,该条件下脱色率、氨氮去除率和COD去除率分别为99.98%、97.23%和90.17%。通过UV-Vis及GC-MS初步分析了降解过程可能存在的中间产物及降解途径。