CeO2负载型双金属Pd/Fe催化还原四氯化碳的实验研究

实验采用共沉淀法制得CeO_2负载型双金属Pd/Fe催化剂,并对催化剂的结构特征进行了X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析.使用负载型双金属催化剂对四氯化碳进行还原脱氯研究,探究了温度、溶液初始pH值、催化剂投加量及不同钯载率对四氯化碳脱氯的影响;对比了不同催化剂包括纳米零价铁、纳米钯铁双金属和CeO_2负载型双金属Pd/Fe对四氯化碳的脱氯效果.实验结果表明负载型双金属催化剂在温度为40℃,溶液初始pH为6.5,催化剂投加量为0.4 g·L-1,钯载率为0.5%的条件下,对初始浓度为5 mg·L-1的四氯化碳的去除率高达99.88%.在相同的反应条件下,纳米零价铁和纳米钯铁双金属对四氯化碳的脱氯率分别为58.25%、87.94%.此外,对四氯化碳的脱氯机制进行了探讨.     

Ag/Fe催化还原体系处理水体中氯代烃的研究

研究了水体中的三氯甲烷(CF)、四氯化碳(CT)、1,1,1-三氯乙烷(1,1,1-TCA)、1,1,2,2-四氯乙烷(1,1,2,2-TeCA)、六氯乙烷(HCA)、三氯乙烯(TCE)、四氯乙烯(PCE)在Ag/Fe以及Fe⁰还原体系中的还原脱氯反应.结果表明,Ag的加入会明显提高氯代烃的还原脱氯速率,铁表面积浓度为150 m²·L^-1时,如果单独使用Fe⁰,CF、CT、1,1,1-TCA、1,1,2,2-TeCA、     

CMC改性的纳米Fe/Cu双金属去除2,4-二氯苯酚的研究

为解决纳米零价金属在水中暴露出的极易聚集与氧化的问题,本研究使用铜作为纳米零价铁(NZVI)的复合金属,制得纳米Fe/Cu双金属,并用羧甲基纤维素钠(CMC)对其包覆改性.使用扫描电子显微镜、X射线衍射以及氮气吸附/脱附等温线对改性前后的双金属进行表征.结果表明,改性之后的材料具有更大的尺寸以及比表面积,且抗氧化性得到显著增强.材料的沉降实验以及对2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)降解实验的结果揭示,CMC的包覆比对改性后双金属的分散性与反应活性影响较大.当包覆比为80%时,双金属的分散稳定性最强,释放的活性位点个数最多,表现为最高的反应活性.此时脱氯效率达到90.3%,且脱氯过程和产物发生明显改变.     

Adsorption-oxidation of hydrogen sulfide on Fe/walnut-shell activated carbon surface modified by NH3-plasma

Walnut-shell activated carbon(WSAC) supported ferric oxide was modified by non-thermal plasma(NTP), and the removal efficiency for hydrogen sulfide over Fe/WSAC modified by dielectric barrier discharge(DBD) was significantly promoted. The sample modified for10 min and 6.8 k V output(30 V input voltage) maintained 100% H2 S conversion over a long reaction time of 390 min. The surface properties of adsorbents modified by NTP under different conditions were evaluated by the methods of X-ray photoelectron spectroscopy(XPS), Brunauer–Emmett–Teller(BET) analysis and in-situ Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR), to help understand the effect of the NTP treatment. NTP treatment enhanced the adsorption capacity of Fe/WSAC, which could due to the formation of micro-pores with sizes of0.4, 0.5 and 0.75 nm. XPS revealed that chemisorbed oxygen changed into lattice oxygen after NTP treatment, and lattice oxygen is beneficial for H2 S oxidation. From the in-situ FTIR result,transformation of the reaction path on Fe/WSAC was observed after NTP modification. The research results indicate that NTP is an effective method to improve the surface properties of the Fe/WSAC catalyst for H2 S adsorption-oxidation.     

Preparation and characterization of Pd/Fe bimetallic nanoparticles immobilized on Al2O3/PVDF membrane: Parameter optimization and dechlorination of dichloroacetic acid

Using a liquid–solid phase inversion method, a hybrid matrix poly(vinylidene fluoride)(PVDF) membrane was prepared with alumina(Al2O3) nanoparticle addition. Pd/Fe nanoparticles(NPs) were successfully immobilized on the Al2O3/PVDF membrane, which was characterized by Scanning Electron Microscopy(SEM) and Transmission Electron Microscopy(TEM). The micrographs showed that the Pd/Fe NPs were dispersed homogeneously. Several important experimental parameters were optimized, including the mechanical properties, contact angle and surface area of Al2O3/PVDF composite membranes with different Al2O3 contents. At the same time, the ferrous ion concentration and the effect of hydrophilization were studied. The results showed that the modified Al2O3/PVDF membrane functioned well as a support. The Al2O3/PVDF membrane with immobilized Pd/Fe NPs exhibited high efficiency in terms of dichloroacetic acid(DCAA) dechlorination. Additionally, a reaction pathway for DCAA dechlorination by Pd/Fe NPs immobilized on the Al2O3/PVDF membrane system was proposed.     

热解温度对生物炭提升厌氧氨氧化性能的影响

为探究生物炭对厌氧氨氧化工艺中硝酸盐积累的缓解作用,通过批次实验考察了不同热解温度（300,500,700℃）生物炭对厌氧氨氧化系统脱氮性能的影响.结果表明,300,500,700℃生物炭的添加使体系总氮去除率较空白组分别提升了14.6%、7.1%、3.3%,其主要原因是生物炭作为电子介导体促进了硝酸盐的还原,还原产物亚硝酸盐继续进行厌氧氨氧化反应,进一步减少了11.2%、9.1%、5.8%的剩余氨氮.300℃生物炭表面具有丰富的酚类、醛类和酮类等失电子基团,其供电子能力为2.64mmol e^-/g,高于500℃（1.92mmol e^-/g）和700℃（1.32mmol e^-/g）的生物炭,故其更好地强化了体系中的电子转移.微生物群落和功能蛋白分析表明,生物炭的添加增强了Ca.Kuenenia、Pseudomonas、Thauera等丰度,有利于厌氧氨氧化和反硝化菌的富集,同时,生物炭通过促进NapA（EC：1.9.6.1）和NarG（EC：1.7.5.1）等功能基因的表达,强化了反硝化过程的氮代谢水平.     

膜载纳米Pd/Fe双金属颗粒脱氯一氯乙酸的研究

通过涂敷法、共混法和化学接枝法制备了PVDF-PAA膜、PVDF·TiO2-PAA膜和PVDF-g-AA膜3种新型载体膜,分别负载纳米钯/铁双金属颗粒后对一氯乙酸进行还原脱氯实验并通过SEM以及红外吸收光谱(FT-IR)对3个体系进行表征。结果发现,与传统的Pd/Fe纳米悬浮颗粒体系相比,膜载纳米双金属颗粒体系的脱氯效率更高,并且PVDF-PAA膜、PVDF·TiO2-PAA膜和PVDF-g-AA膜3种膜负载的纳米钯/铁双金属颗粒在120min内对10mg/L的一氯乙酸的脱氯效率分别是:56.33%、71.01%和75.51%。     

热活化过硫酸钠耦合甲酸技术研究——处理水溶液中四氯化碳与六价铬污染

以甲酸为活化剂,耦合热活化过硫酸钠技术产生还原性二氧化碳阴离子自由基（CO₂^·-）,从而还原去除水溶液中四氯化碳（CT）和Cr（VI）,考察过硫酸钠和甲酸初始浓度的影响以及复合污染处理效果.结果表明：当过硫酸钠与甲酸浓度均为100mmol/L时,单独CT或Cr（VI）分别在120min、60min内基本完全去除（50℃）,且污染物去除效率随过硫酸钠及甲酸浓度升高而增强.在CT和Cr（VI）复合污染体系中,Cr（VI）的存在能够抑制CT降解,且抑制程度随Cr（VI）初始浓度升高而提高,但Cr（VI）去除率随CT初始浓度增大而升高.加入CO₂^·-猝灭剂（甲基紫精）能够抑制CT降解,但促进Cr（VI）去除,表明有机物的存在能够增强Cr（VI）去除效率.     

Fe2O3/PC功能化复合多孔炭材料的制备及除磷机理

采用热活化法辅以加压超声浸渍技术将硅酸盐水泥颗粒（PC）和Fe₂O₃负载于稻壳生物炭（RHC）的表面,得到了具有优异除磷效能和高选择性吸附性能的Fe₂O₃/PC功能化复合多孔炭材料（Fe-PC/RHC）.基于磷吸附容量和磷去除率,对PC和Fe³⁺负载进行量的优化;选取优化炭进行比表面积、孔径分布、物相结构、表面结构、微观形貌和零电位点表征测定.结果表明：复合炭材料表面均匀分散着硅酸钙盐、硅酸铁盐和Fe₂O₃等矿物活性颗粒,对其比表面积、孔结构和吸附性能具有增强作用;当RHC：PC=0.8：1（质量比）,Fe³⁺：RHC=2：1（2 mmol·g^-1）时制备的炭材料Fe₂-PC/RHC,投加0.2 g,处理100 mg·L^-1的磷酸盐溶液,在pH=6~8的条件下表现出了优异的吸附性能;铁盐的掺杂能有效调控介质pH值从11.09降低至7.71,zeta电位从2.82提高到7.57;准二级动力学模型和Langmiur模型更适用于描述Fe₂-PC/RHC吸附磷酸盐的过程,吸附4 h后逐渐趋于平衡,饱和吸附量为69.92 mg·g^-1;在几种常见阴离子和阳离子共存的情况下,Fe₂-PC/RHC对磷酸盐仍然表现出了优异的选择性吸附;结合吸附前后材料的表征结果,化学吸附是主要的除磷机理,此外还可能存在配体交换和静电吸引.     

膨润土负载纳米铁/镍还原阿莫西林的环境影响因素研究

采用液相还原法制备膨润土负载纳米铁/镍(Bent-Fe/Ni)用于还原阿莫西林,研究了不同浓度的阴离子(SO2-4、HCO-3)和阳离子(Ca2+、Cu2+)对Bent-Fe/Ni还原阿莫西林的影响.结果表明,SO2-4、HCO-3浓度对Bent-Fe/Ni还原阿莫西林的影响较大,当其浓度分别为0和500mg·L-1时,阿莫西林的去除率分别为93.7%和21.5%(SO2-4),以及93.7%和5.8%(HCO-3);Ca2+对Bent-Fe/Ni还原阿莫西林起到抑制作用,当其浓度为0和500 mg·L-1时,阿莫西林的去除率分别为93.7%和77.8%;低浓度的Cu2+对Bent-Fe/Ni还原阿莫西林起到促进作用,而高浓度的Cu2+对Bent-Fe/Ni还原阿莫西林起到抑制作用,当其浓度为0、10和100 mg·L-1时,阿莫西林的去除率分别为93.7%、94.8%和86.7%.     

Pd/Fe及纳米Pd/Fe对氯酚的脱氯研究

采用化学沉淀法制备得到了纳米Fe和纳米Pd/Fe(20～100nm),利用制备的纳米催化剂对氯酚进行了催化脱氯研究,并与常规的零价铁和Pd/Fe进行了对比分析.结果表明,纳米颗粒具有较高的比表面积和表面反应活性,所制备的纳米Pd/Fe双金属BET比表面积达到12.4m²/g,而商用铁颗粒(<10m)的比表面积只有0.49m²/g;当钯化率为0.0666%,纳米Pd/Fe用量在6g/L时,氯酚脱氯率达到90%以上,在相同的处理效果下,常规Pd/Fe的使用量为纳米Pd/Fe的20倍左右,纳米Pd/Fe催化氯酚的脱氯降解遵循一级反应动力学.     

Ag改性石墨相氮化碳(g-C3N4)可见光辅助活化过一硫酸盐降解罗丹明B

采用煅烧法和光还原法制备出具有高活性的Ag/g-C₃N₄催化剂,并将其应用于可见光下活化过一硫酸盐（PMS）降解罗丹明B（RhB）废水.系统研究了实际因素RhB浓度、催化剂投加量、PMS剂量、pH值和可溶性无机阴离子对RhB降解效果的影响.结果表明,RhB的降解率随着催化剂投加量、PMS浓度的增加而增大,随着初始RhB浓度的增加而减小.弱酸性条件有利于反应活化PMS降解RhB,而中性或碱性条件都会减缓催化反应的进行.Ag/g-C₃N₄-2/Vis/PMS催化体系30 min内对RhB的去除率最高可达93.2%,分别是Ag/g-C₃N₄/Vis和单独PMS催化体系的4.0和3.7倍.体系催化活性的提高归因于Ag的表面等离子共振效应及基于硫酸根自由基的高级氧化技术与光催化技术的协同作用.不同阴离子对催化反应的影响不同,溶液中的Cl^-会对反应产生轻微的抑制作用,而H₂PO₄^-和HCO₃^-的出现大大抑制了催化性能.催化剂具有良好的稳定性,5次循环后仍能在30 min之内降解77.4%的RhB.此外,捕获实验和ESR测试结果表明,Ag/g-C₃N₄-2/Vis/PMS催化体系中存在·O₂^-、h⁺、¹O₂、SO₄^-·和·OH活性物种,并协同降解RhB污染物.     

双Z型MIL-88A(Fe)/Ag3PO4/AgI光芬顿催化剂对染料的去除

以MIL-88A (Fe)为载体,通过原位沉淀法和离子交换法成功合成双Z型三元复合材料MIL-88A (Fe)/Ag₃PO₄/AgI (MAI),并将其应用于光芬顿体系中,高效去除染料废水中的罗丹明B (RhB).棒状的MIL-88A (Fe)作为载体,减少了Ag₃PO₄和AgI颗粒的团聚现象,形成的双Z型异质结减少了电子-空穴对的复合,提高了光催化活性.在催化剂为0.5g/L,初始pH值为3.0,H₂O₂浓度0.4mmol/L的条件下,20min内100mL的20mg/L的RhB可被完全降解,并且在循环5次使用后仍保持较高的催化性能.此外,自由基捕获实验和电子自旋共振实验表明h⁺,O₂^·﹣和HO^·是MAI/Vis/H₂O₂催化体系中的主要活性物质.最后,提出了MAI降解的可能机理.     

改性生物炭材料原位修复污染底泥的效果

以芦苇为原材料,FeCl3、AlCl3、MgCl2、KMnO4为改性剂,制备4种改性生物炭,以未改性生物炭、活性炭、锁磷剂(Phoslock)为对照修复材料,研究了7种修复材料对嘉兴市城市河网和湖荡2种污染底泥向水中释放氨氮(NH3-N)、硝氮( N O 3 - -N)、溶解性总氮(DTN)、正磷酸盐( P O 4 3 - -P)、溶解性总磷(DTP)及重金属离子的控制效果。结果表明:加入AlCl3改性生物炭后,2种污染底泥释放到水中的NH3-N、DTN、 P O 4 3 - -P、DTP与重金属Ni、As浓度最大可降低17.42%、18.61%、91.23%、77.04%与72.13%、46.21%;加入FeCl3改性生物炭后,2种污染底泥释放到水中的 P O 4 3 - -P、DTP、As浓度最大可降低91.23%、92.59%、95.80%,但水中DTN、Ni浓度有所增加;加入MgCl2和KMnO4改性生物炭后,2种底泥释放到水中的氮、磷、Ni、As污染物浓度不减反增。AlCl3改性生物炭能有效固定底泥中磷、Ni、As,可考虑作为污染底泥原位修复材料。     

纳米Pd/Fe催化甲醇/水中2,2',4,4'-四溴联苯醚(BDE-47)还原脱溴

构建了纳米Pd/Fe催化还原甲醇/水中2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)反应体系,常压下采用单因素实验系统考察了纳米Pd/Fe催化还原甲醇/水中2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)的主要影响因素,并分析了BDE-47还原反应的中间产物及终产物.结果表明,纳米Pd/Fe的反应活性随Pd负载率的提高而先升后降;甲醇-水体积比高于50∶50后,BDE-47去除率随甲醇-水体积比升高而降低;在25～40℃内,BDE-47去除率随反应温度的升高而升高,随BDE-47初始浓度的增加而降低,增加纳米Pd/Fe量可提高反应速率;酸性及弱碱性条件有利于BDE-47还原.BDE-47还原主要为脱溴反应,是一个从n溴到(n-1)溴联苯醚的逐步脱溴过程,反应进行90min后,BDE-47分子中溴原子完全被脱除,反应终产物为二苯醚.     

工程用Ag/AgCl参比电极性能对比研究

使用热浸涂法和粉压法制备了工程用Ag/AgCl参比电极.电化学性能测试表明热浸涂法和粉压法制备的Ag/AgCl参比电极的电位稳定性都比较好,但热浸涂法制备的Ag/AgCl参比电极的耐极化性能优于粉压法制备的Ag/AgCl参比电极.热浸涂法和粉压法制备的Ag/AgCl参比电极的温度系数都比较小,温度响应特性较好.海水流速...     

Ni/Fe二元金属脱氯降解对氯苯酚的研究

研究了Ni/Fe二元金属脱氯降解对氯苯酚的催化性能.结果表明,吸附氢原子是对氯苯酚脱氯降解的主要还原剂,发生在催化剂表面的化学反应为整个过程的速率控制步骤.质量分数为2.96%Ni的催化剂具有最大的比表面积,在相同条件下也具有最好的脱氯性能,90min时的脱氯效率达64%.对不同Ni含量催化剂脱氯的动力学研究表明,对氯苯酚脱氯的表观动力学方程为一级反应,而且反应速率常数正比于催化剂的比表面积.通过计算表明,Ni/Fe单位比表面的表观速率常数为(κ′)为7.61×10^-4min^-1·m^-2.当体系温度小于43℃时,脱氯效率随着温度的上升而加快,超过这一温度后,升高温度反而会使体系的脱氯效率下降.     

Fe/Zn-TMS体系吸收去除催化裂化干气中H2S的性能

本研究采用FeCl3·6H2O、ZnCl2和环丁砜(TMS)复配形成的Fe/Zn-TMS体系脱除催化裂化(FCC)干气中的H2S,并用30%H2O2氧化再生Fe/Zn-TMS体系.同时,研究了各活性成分比例、吸收液体积浓度、吸收液pH值等对脱硫效率的影响,以及H2O2用量、吸收富液pH值对Fe2+氧化率的影响.结果表明,n(FeCl3·6H2O)∶n(ZnCl2)∶n(TMS)为0.45∶0.55∶1,吸收液pH为0.75,体积浓度(W)为50%的条件下能长时间高效脱硫,最高脱硫率达99.9%;在n(Fe2+)∶n(H2O2)为2∶1,吸收富液pH为0.65的条件下,Fe2+氧化率达96.7%.体系可循环使用3次,且能耗低、操作简单.     

Influence of carbon sources on nutrient removal in A/O-MBRs: Availability assessment of internal carbon source

Both internal carbon source and some external carbon sources were used to improve the nutrient removal in Anaerobic-Anoxic-Oxic-Membrane Bioreactor (A²/O-MBRs), and their technical and cost analysis was investigated. The experimental results showed that the nutrient removals were improved by all the carbon source additions. The total nitrogen and phosphorus removal efficiency were higher in the experiments with external carbon source additions than that with internal carbon source addition. It was found that pathways of nitrogen and phosphorus transform were different dependent on different carbon source additions by the mass balance analysis. With external carbon source addition, the simultaneous nitrification and denitrification occurred in aerobic zone, and the P-uptake in aerobic phase was evident. Therefore, with addition of C-MHP (internal carbon source produced from sludge pretreatment by microwave-H₂O₂ process), the denitrification and phosphorus-uptake in anoxic zone was notable. Cost analysis showed that the unit nitrogen removal costs were 57.13 CNY/kg N of C-acetate addition and 54.48 CNY/kgN of C-MHP addition, respectively. The results indicated that the C-MHP has a good technical and economic feasibility to substitute external carbon sources partially for nutrient removal.     

SO2对Ag/Al2O3催化剂上CH3OH还原NO性能的影响

用溶胶-凝胶混合法制备了Ag负载量为5%的Ag/A12O3催化剂.研究了富氧条件下,SO2对CH3OH在催化剂上还原NO性能的影响.结果表明,反应气不含SO2和H2O时,NO还原活性温度较低,有显著量N2O生成,这被归因为反应过程中,部分氧化态Ag被还原为金属Ag.添加SO2或同时添加SO2和H2O使催化剂活性显著增加,N2O形成受到抑制,而且活性峰值温度提高.XPS分析表明SO2作用后的催化剂表面形成了硫酸盐化合物.