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1.
以FeCl3为原料,尿素为沉淀剂,抗坏血酸为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮为结构导向剂,纳米碳粉为模板,水热法制备了一种新型α-Fe2O3砂芯微球.通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和比表面积及孔径分析(BET/BJH)等手段对其结构和性能进行表征.结果表明新型α-Fe2O3砂芯微球尺寸均匀,直径为50μm左右,是由直径40nm"米粒状"纯相α-Fe2O3自聚而成,SBET为25.45~32.46m2/g.在紫外(UV,高压汞灯)辐射下能够活化过硫酸盐(PMS)产生强氧化性的硫酸根自由基(SO4-·).40min内AO7的降解率可达98.6%,采用电子自旋共振(ESR)技术鉴定了主要的活性氧自由基(ROS)为SO4-·.此外发现PMS作为一种电子捕获剂,能有效抑制光生电子(eCB-)和空穴(hVB+)的复合,AO7能直接和hVB+、SO4-·和羟基自由基(OH·)反应而迅速被氧化降解;α-Fe2O3回收重复使用10次,仍可以达到80%以上的去除率.通过考察α-Fe2O3投加量、PMS浓度、初始pH值、阴离子和初始AO7浓度等不同条件对AO7降解率的影响,发现在初始pH值为7.0,α-Fe2O3的投加量为1.0g/L,PMS浓度为0.3g/L时,40min内对AO7的降解率可以达到99%以上;阴离子CO32-、NO3-以及Cl-对该体系均有不同程度的促进作用.  相似文献   

2.
采用两步水热法制备了新型磁性纳米Fe3O4@α-MnO2复合材料作为催化剂,用于活化过一硫酸盐(PMS)产生强氧化性的硫酸根自由基(SO4-·)氧化降解偶氮染料活性黑5(RBK5).采用透射电子显微镜(TEM),X射线粉末衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)对制备的催化剂进行表征,证明成功合成了纳米α-MnO2包覆Fe3O4形态的Fe3O4@α-MnO2催化剂,催化剂的饱和磁化强度为39.89emu/g.Fe3O4@α-MnO2催化剂活化PMS与单一的Fe3O4和α-MnO2活化PMS相比,具有更高的催化效率,说明铁锰双金属存在协同作用.同时研究了催化剂的投加量、PMS的浓度和初始pH值等各种因素对RBK5的降解效率以及反应动力学的影响.实验结果表明,Fe3O4@α-MnO2催化剂活化PMS降解RBK5的过程符合准一级反应动力学,在催化剂投加量为1.2g/L,PMS的浓度为4mmol/L,初始pH值为7.0,反应时间为60min的情况下,浓度为30mg/L的RBK5的降解效率可达到91%,此时RBK5的降解速率常数也达到最高值0.023min-1.此外,通过加入自由基淬灭剂甲醇、叔丁醇和硝基苯判断了Fe3O4@α-MnO2/PMS体系中起主要氧化降解作用的活性物种为SO4-·.  相似文献   

3.
采用Fe3O4活化过硫酸盐(PS)同步去除水中的NOR (诺氟沙星)和Pb (II).探讨了Fe3O4投加量、PS浓度、初始pH值和Pb (II)浓度对NOR降解的影响.结果表明,NOR的降解符合伪一级反应动力学,在温度为30℃、NOR初始浓度为5.0mg/L、Pb (II)浓度为1.0mg/L、Fe3O4投加量为2.0g/L、PS浓度为1.5mmol/L、初始pH值为7.0的条件下,反应120min后,NOR降解率达90.2%,Pb (II)去除率为99.5%.自由基淬灭实验证实,硫酸根自由基(SO4-·)是NOR降解的主要自由基.通过LC-MS分析结果推测了NOR可能的降解路径和中间产物.Fe3O4活化PS高级氧化工艺可作为一种同步去除有机污染物和重金属的工艺.  相似文献   

4.
翟文琰  李孟  张倩 《中国环境科学》2020,40(6):2483-2492
以水葫芦为原料,制备了负载纳米ZnO的生物炭材料(ZnO-BC),研究了单独光催化ZnO-BC和过硫酸钠(PS)协同ZnO-BC/UV体系氧化降解盐酸四环素(TC).结果表明,PS协同ZnO-BC /UV体系的降解反应速率比单独光催化ZnO-BC时有显著提高,120min后降解率达到89.48%.PS可作为强氧化剂,利用纳米ZnO的光生电子产生SO4-·和·OH协同光催化反应.TC的反应过程可分为两个阶段:暗吸附阶段和光催化反应阶段.影响因素和响应面试验结果得出的影响顺序为PS浓度 > 紫外灯功率 > 初始pH值 > 纳米ZnO质量浓度.猝灭试验表明,在TC的降解中,SO4-·和·OH是参与反应的主要自由基.起氧化作用的自由基一部分在溶液中产生,另一部分由生物炭材料表面含氧官能团的作用和紫外光激发纳米ZnO产生.在此基础上,探讨了在TC降解过程中,PS与ZnO-BC的协同机理和协同作用的规律.  相似文献   

5.
以喹啉为处理目标物,采用Fe2+活化K2S2O8(PS)的高级氧化体系在不同环境因素下降解喹啉.结果表明:与单一PS体系和Fe2+体系相比,Fe2+/PS体系可以有效降解喹啉.在初始喹啉浓度为250mg/L,喹啉/PS物质的量比为1:10,PS/Fe2+物质的量比为3,初始pH3,反应温度为45℃,反应时间为80min的条件下,喹啉降解率可达100%.提高PS和Fe2+浓度均能有效提高喹啉降解率,但超过一定限值后对喹啉去除效果不明显.Fe2+/PS去除喹啉的过程符合一级反应动力学.溶液初始pH值越高,喹啉去除率越低;反应温度越高,喹啉去除率越高.自由基淬灭实验证实,Fe2+活化PS体系中有SO4-·和OH·的存在,其中由SO4-·产生的OH·对喹啉的降解占主导地位.通过GC/MS检测到2种中间产物8-羟基喹啉和2(1H)-喹啉酮,据此推测基于硫酸根自由基强化喹啉降解的可能路径.大肠杆菌急性毒性实验结果证实,虽然Fe2+/PS体系去除喹啉过程中产生了毒性更强的中间产物,但酸性条件和较高的反应温度有利于体系脱毒.  相似文献   

6.
以喹啉为处理目标物,采用Fe2+活化K2S2O8(PS)的高级氧化体系在不同环境因素下降解喹啉.结果表明:与单一PS体系和Fe2+体系相比,Fe2+/PS体系可以有效降解喹啉.在初始喹啉浓度为250mg/L,喹啉/PS物质的量比为1:10,PS/Fe2+物质的量比为3,初始pH3,反应温度为45℃,反应时间为80min的条件下,喹啉降解率可达100%.提高PS和Fe2+浓度均能有效提高喹啉降解率,但超过一定限值后对喹啉去除效果不明显.Fe2+/PS去除喹啉的过程符合一级反应动力学.溶液初始pH值越高,喹啉去除率越低;反应温度越高,喹啉去除率越高.自由基淬灭实验证实,Fe2+活化PS体系中有SO4-·和OH·的存在,其中由SO4-·产生的OH·对喹啉的降解占主导地位.通过GC/MS检测到2种中间产物8-羟基喹啉和2(1H)-喹啉酮,据此推测基于硫酸根自由基强化喹啉降解的可能路径.大肠杆菌急性毒性实验结果证实,虽然Fe2+/PS体系去除喹啉过程中产生了毒性更强的中间产物,但酸性条件和较高的反应温度有利于体系脱毒.  相似文献   

7.
采用共沉淀法制备了铁锰双金属复合催化剂(MnFe2O4),用于活化过一硫酸盐(PMS)产生强氧化性的硫酸根自由基(SO4-·)氧化降解水中阴离子表面活性剂(LAS).采用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对催化剂进行表征,表明成功合成了具有尖晶石结构的MnFe2O4催化剂.考察了催化剂投加量、PMS投加量以及初始pH值等各种因素条件对LAS的降解效率以及反应动力学的影响.实验结果表明,MnFe2O4活化PMS降解LAS的过程符合准一级动力学(R2>0.9).在LAS初始浓度为80mg/L,催化剂投加量为2.0g/L,PMS的浓度为2.5mmol/L,初始pH值为7.0,反应时间为30min的情况下,LAS降解效率达到94.1%,此时LAS的降解速率常数达到0.192min-1.通过自由基猝灭实验证明了MnFe2O4/PMS体系中起主要氧化降解作用的活性自由基为SO4-·.通过反应前后催化剂的X射线光电子能谱(XPS),证实Fe和Mn之间存在协同作用,提高了MnFe2O4对PMS的活化效率.  相似文献   

8.
秸秆生物炭活化过硫酸盐氧化降解苯酚   总被引:1,自引:0,他引:1  
以苯酚为目标污染物,高粱秸秆生物炭(S-BC)作为催化剂研究其活化过硫酸盐(PS)降解苯酚的效果.对影响降解的因素(包括PS浓度、S-BC质量浓度、初始pH值以及自由基清除剂)进行探讨,同时研究了生物炭的重复使用效果.研究结果表明,S-BC/PS体系对苯酚的去除率显著高于单一S-BC和PS体系.在n(PS):n(phenol)为50:1,S-BC质量浓度为1.5g/L,pH值为11的条件下,15h内苯酚的去除率高达99.7%;自由基清除剂(叔丁醇(TBA),甲醇(MeOH))测定·OH和SO4-·是苯酚降解的主要活性物种;S-BC重复使用4次时对苯酚的去除率仍能达到100%.综上所述,生物炭可作为一种高效催化剂活化过硫酸盐降解苯酚.  相似文献   

9.
采用新型磁性催化材料尖晶石型铁酸铜(CuFe2O4)活化过硫酸盐(PMS)降解氧杂蒽类染料罗丹明B(RhB),考察PMS浓度、CuFe2O4投加量、pH值和水中常见离子对RhB降解的影响.结果表明,当RhB、PMS、CuFe2O4初始浓度分别为5 μmol/L、0.1mmol/L、0.1g/L时,在中性条件下反应30min后RhB去除率可达88.87%.其中,Cl-和HCO3-对RhB的降解无显著影响,而H2PO42-、C2O42-及腐殖酸明显抑制RhB的降解.自由基鉴定实验表明,在中性及弱碱性条件下SO4-和·OH是CuFe2O4/PMS体系降解RhB的主要自由基.研究发现随着RhB的降解,溶液逐渐褪色并伴随着甲酸根、乙酸根、草酸根和铵根离子的生成,原因在于SO4-和·OH可以破坏RhB分子的发色基团,使苯环开环和氮原子脱落,形成相应的降解产物.矿化实验表明0.2mmol/L的RhB在CuFe2O4/PMS体系中反应10h后,矿化率可达62%.催化剂的重复利用实验表明制备的CuFe2O4具有良好回收再利用能力.  相似文献   

10.
高级氧化技术是一种以产生羟基自由基(·OH)和硫酸根自由基(SO4?·)来降解环境有机污染物的技术. 近年来,通过活化过一硫酸盐(peroxymonosulfate, PMS)而产生SO4?·的高级氧化技术受到了广泛关注. 与基于·OH的传统高级氧化技术相比,基于SO4?·的高级氧化技术具有氧化还原电位高、半衰期长、适用pH范围广和对污染物反应快速等优点. 本文从活化PMS方法的特点和性质出发,对目前活化PMS技术降解环境有机污染物的主要方法和活化机理进行了论述,活化方法包括过渡金属活化(均相和非均相)、碳质材料活化、碱性活化、热活化、辐射活化、电解活化等,活化PMS的机制是通过活化方法使其分子结构中的O—O键发生断裂,从而使PMS分解形成SO4?·或其他的活性物质. 此外,分析了活化PMS降解环境有机污染物的主要影响因素,其中影响均相系统PMS活化的因素包括过渡金属剂量、pH和水中阴离子等,过量的PMS和过渡金属可能成为SO4?·的抑制剂,pH不仅对氧化剂分解产生自由基起着关键作用,还影响过渡金属种类的形成及其与氧化剂反应的有效性,而水中阴离子会与有机化合物竞争和SO4?·发生反应. 最后,提出未来研究重点应在开发稳定高效活化PMS的金属氧化物、碳质材料,以及使用多种处理技术协同作用上,同时应加强对活化PMS技术降解有机污染物体系的降解产物和毒性分析的研究.   相似文献   

11.
顾小钢 《中国环境科学》2018,38(4):1385-1390
采用盐酸羟胺(HAH)强化Fe(Ⅲ)-EDDS(乙二胺二琥珀酸)活化过硫酸盐(PS)体系降解水溶液中的三氯乙烯(TCE).结果表明,Fe(Ⅲ)-EDDS/PS体系中加入HAH能够强化TCE去除效率,TCE降解效率随PS或HAH初始浓度增大而增强,但实验条件下存在最佳投加量.当溶液初始pH值为3~7时,Fe(Ⅲ)-EDDS/PS/HAH降解TCE基本没有影响,但碱性条件会抑制TCE去除,HAH强化工艺能够有效缓解Cl-(1~100mmol/L)和低浓度HCO3-(1~10mmol/L)对TCE降解的抑制作用.与Fe(Ⅲ)-EDDS/PS相似,加入HAH后反应体系中存在SO4·-·OH和O2·-,但降解TCE的主导自由基由·OH转变为SO4·-.  相似文献   

12.
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.  相似文献   

13.
印染废水常规生化处理尾水中仍残余一定浓度的溶解性有机污染物(DOM)和新标准严格管控的苯胺.采用亚硫酸钠活化过硫酸氢钾复合盐(SO32-/HSO5-)产硫酸根自由基(SO4-·)高级氧化体系对尾水进行深度处理,并基于响应面法优化初始pH值、反应温度、SO32-/HSO5-物质的量比和HSO5-投加量对COD和苯胺去除效果的单独及交互影响.结果表明该体系对苯胺具有非常显著的去除效果,同时对COD亦有一定的降解能力.影响因子对COD和苯胺降解效果贡献排序分别为:温度>n(SO32-)/n(HSO5-)>n(HSO5-)>初始pH值和n(HSO5-)>n(SO32-)/n(HSO5-)/初始pH值>温度.在实验优化后得到的最佳条件下(pH=6.8,温度为53℃,SO32-/HSO5-物质的量比为1.6,HSO5-投加量为37.1mmol/L)反应10min,出水的COD和苯胺去除率分别达到33%和90%.进一步分析了印染生化尾水处理前后DOM的荧光和分子特性,三维荧光光谱(3DEEMs)发现芳香族蛋白质和溶解性微生物代谢产物是原尾水中DOM的主要组分,经不同氧化条件下出水中DOM的荧光强度明显降低且性质发生改变,荧光区域标准体积削减了42.03%~77.67%;同时观察到氧化出水中类色氨酸(Ex/Em=230~225nm/340~330nm)峰值发生了5~10nm的蓝移,推测尾水中稠环芳烃分解为小分子,共轭基团和芳香环数量减少;凝胶渗透色谱(GPC)结果表明DOM中大分子(0.45 μm~100kDa)物质比例为41%,中等分子(12~100kDa)物质的比例为48.9%,峰值分子量(Mp)为56.324kDa,Mw/Mn=2.168,处理后的出水Mp主要分布在12.28~17.56kDa范围内,小分子物质数量增多,结构和种类发生变化;气相色谱质谱(GC-MS)进一步揭示氧化出水中的烷烃类物质含量明显降低,主要副产物为一些酯类、醇类和脂肪酸物质,为后续进一步生化处理创造了条件.  相似文献   

14.
针对含NO3--N与较高浓度SO42-实际工业废水处理较难的问题,考察了不同水力停留时间(HRT)下连续运行的CO2-氢基质膜生物膜反应器(CO2-MBfR)处理模拟废水和实际工业废水的性能,结果表明,2种废水的出水NO3--N浓度均随着HRT的减小而增大,模拟废水中NO3--N的处理效果和电子通量分配比例均优于实际废水,但其电子通量分配的格局基本不变:NO3--N和SO42-的电子通量分别在90.09%~97.49%和2.51%~9.91%左右.要实现实际废水总氮达到15mg/L的排放标准,需维持HRT不少于10.4h.  相似文献   

15.
通过钢渣水解后产生的碱性溶液活化过硫酸盐(PS)降解水中的双酚A(BPA),考察了钢渣、过硫酸钾投加量对体系降解能力的影响.结果表明,在25℃,当投加3g/L钢渣以及2g/L过硫酸钾时,浓度50μg/L的BPA溶液可在1h后被降解72%.扫描电镜、X射线衍射分析及X射线荧光分析表征反应前后的钢渣,结果表明反应后钢渣的CaO及FeO含量均下降.自由基淬灭实验结果表明体系中同时存在O2·-,SO4·-和·OH 3种活性氧物种,对BPA降解的贡献分别占68.97%,9.52%和21.51%.在自来水中由于含有HCO3-水解过程而使降解效率升高,在市政废水出水中由于其他有机污染物对活性氧物种的竞争湮灭而使降解效率降低.机理推断认为,钢渣活化K2S2O8体系中,自由基的生成由两类反应共同实现,除碱活化过程外还包含少量的氧化亚铁催化过程.LC/MS结果表明BPA的降解产物主要包括二羟基的醌及羧酸类物质.  相似文献   

16.
采用HSO3-强化Fe3+/S2O82-降解水中双氯芬酸(DCF),考察了溶液初始pH值,Fe3+、HSO3-和S2O82-用量,溶解氧对HSO3-/Fe3+/S2O82-体系降解DCF的影响;通过自由基淬灭实验,识别了体系中主要的活性物种;最后,探讨了DCF在该体系中的降解产物和转化路径.结果表明:HSO3-可以明显促进Fe3+/S2O82-对DCF的降解,初始pH 4.0时,DCF降解效果最佳.DCF的降解速率随Fe3+或S2O82-浓度的增大而增大;适量增加HSO3-浓度可提高DCF的降解,而过量的HSO3-对DCF降解有一定抑制作用.在通入氮气条件下,DCF去除率仅下降10.4%,无明显的抑制作用.自由基抑制实验表明,该体系含有SO4·-、HO·和SO5·-3种活性自由基,其对DCF降解的贡献率分别为83.0%、12.8%和4.3%.在HSO3-/Fe3+/S2O82-降解DCF的反应中共检测出4种产物,据此提出DCF可能的转化路径为:羟基化、脱羧基、脱水和甲酰化反应.  相似文献   

17.
研究了不同浓度下几种阴离子(NO3-、SO42-、H2PO4-、SiO32-)对球磨零价铁(BZVI)除砷规律的影响,探讨了上述阴离子对BZVI氧化As(Ⅲ)能力的影响,三价砷及五价砷的转化机制,及BZVI腐蚀产物.研究证实,不同浓度的NO3-和SO42-对砷去除效率影响不显著,但是随着H2PO4-和SiO32-浓度升高,溶液中As(V)分别由25.1%上升到83.6%和下降到3.8%;通过SEM和拉曼光谱分析发现,H2PO4-促进BZVI的腐蚀,导致As(Ⅲ)氧化能力增强;而铁表面形成二氧化硅聚合物或非晶固相则是SiO32-降低BZVI对砷氧化和吸附能力的主要机制.  相似文献   

18.
为了揭示区域地下水不同深度微生物群落结构特征及其与地下水环境相互作用关系,选取北京琉璃河地区,采集不同深度地下水样品,用于水化学分析和微生物16S rRNA基因V4-V5区测序.水化学分析结果显示,地下水中8种主要离子浓度随深度增加均呈减小趋势,Cl-、SO42-、NO3-变化规律显著,工业较发达区NO3-浓度达155.30mg/L,SO42-浓度达321.00mg/L,部分浅层地下水受NO3-和SO42-污染.微生物分析结果显示,地下水中微生物群落多样性受深度影响显著,随深度增加微生物群落组成丰富.地下水中优势菌门为Proteobacteria (26.2%~95.2%),优势菌属为Pseudomonas(1.5%~32.2%),不同深度微生物菌属组成差异明显,浅层、中层和深层地下水特有菌属数目分别为74,60,54.NO3-、SO42-、深度是影响地下水微生物群落的主要因子,且NO3-、SO42-浓度受地下水深度影响程度大.地下水深度是影响微生物群落结构差异的重要原因.  相似文献   

19.
磁性龙虾壳吸附去除水中磷的特性   总被引:1,自引:0,他引:1  
以四氧化三铁修饰的龙虾壳为吸附剂,研究其对水中磷的吸附特性.结果显示:4g/L磁性龙虾壳吸附除磷效率最佳,低浓度的含磷废水(≤20mg/L)的吸附除磷效率达到91.6%以上,磁性龙虾壳吸附除磷适宜的pH值范围广,共存离子(Cl-、SO42-、NO3-和HCO3-)对磁性龙虾壳吸附除磷的影响很小,其中HCO3-有微弱的抑制效果.Freundlich方程能很好地描述磷在磁性龙虾壳上的吸附行为,吸附过程很好地遵循准二级动力学模型.热力学分析表明磁性龙虾壳对磷的吸附过程是自发的.X射线衍射和傅里叶红外光谱分析进一步表明,磁性龙虾壳吸附除磷的主要机制是配位交换、静电作用和表面沉淀.  相似文献   

20.
接种厌氧/缺氧/好氧-生物接触氧化(AAO-BCO)系统的反硝化除磷污泥,采用厌氧/缺氧/好氧-序批式(AAO-SBR)系统,重点考察了乙酸盐和丙酸盐配比(1:0,2:1,1:1,1:2和0:1)对反硝化除磷效率的影响,同时通过高通量测序对比了不同配比下微生物菌群结构的变化.结果表明,5种工况下,AAO-SBR系统均具有较高的有机物去除和反硝化除磷能力.而当乙酸钠/丙酸钠=1:0时,厌氧阶段在高效利用COD(87.63%)的同时完成聚-β-羟基烷酸(PHAs)的合成(174mgCOD/gMLSS),释磷量高达31.22mg/L;缺氧阶段PO43--P的去除(74%)伴随着NO3--N反硝化(90%),PHAs利用率为72.4%,实现了氮磷的高效去除.高通量测序结果表明:不同碳源配比影响了微生物菌群的丰富度和多样性,其中变形菌门(Proteobacteria,31%~76%)、绿弯菌门(Chloroflexi,1%~26%)、拟杆菌门(Bacteroidetes,2%~31%)等占据绝大比例,而乙酸钠、丙酸钠共存时,微生物的多样性较好.当乙酸钠为单一碳源时,系统中聚磷菌(PAOs,21.364%)在与聚糖菌(GAOs,2.317%)的竞争中占绝对优势.  相似文献   

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