HPLC法分析苯酚超声/H2O2降解机理

利用超声/H2O2协同作用生成氧化能力极强的羟基自由基(.OH)降解苯酚。确定高效液相色谱分析的适宜条件为室温,检测波长277 nm,流动相配比55/45(V甲醇/水),流速为0.5 mL/min,测得各物质的回收率在95.2%100.3%之间,证明高效液相色谱法是测定苯酚及其中间产物的一种有效的分析方法。HPLC法分析苯酚的降解过程首先是由羟基自由基攻击苯环,生成对苯二酚、邻苯二酚,然后继续羟基化,生成顺丁烯二酸,进一步氧化,最终生成二氧化碳和水。     

响应面法优化水力空化强化二氧化氯降解罗丹明B研究

利用响应面法的中心组合设计方法对水力空化强化二氧化氯降解罗丹明B实验进行设计,建立了二次多项式模型,并且模型拟合性较好。对实验条件进行优化,结果表明最佳实验条件为:入口压力为0.44 MPa,反应时间为100 min,二氧化氯浓度为33.74 mg/L。在最佳条件下,罗丹明B的实际降解率为92.2%,与预测值仅差0.3%。     

低频超声耦合臭氧氧化降解水中双酚A及响应面优化研究

采用低频超声(20k Hz)强化臭氧氧化降解水中双酚A(BPA),考察了不同反应时间、臭氧浓度、超声功率和溶液p H值等因素下US、O3以及US/O3体系对BPA的降解效率,并采用响应曲面法(RSM)分析了影响因子作用排序,确定了运行调控策略。结果表明:O3对BPA具有较好的降解效率,低频超声则难以有效降解BPA,US对O3的强化程度随反应条件不同而不同,US在酸性条件和低臭氧浓度时,可显著提高臭氧体系对BPA的降解效率;响应面分析结果表明回归方程拟合程度高;US/O3的影响因子作用大小排序为:p H>臭氧浓度>超声功率,其中臭氧浓度与超声功率的相互作用较大。     

响应面法优化TiO2光催化预处理树脂废水

为探讨不同环境因素对TiO₂光催化对树脂废水预处理效果的影响,采用响应面法对影响树脂废水Ti0₂光催化处理过程中的3个主要因素pH、TiO₂量及废水初始COD进行优化,并以COD去除率为响应值。经统计学分析和响应面模型建立,确定了悬浮态TiO₂光催化处理树脂废水的最佳控制条件为:pH值4.06、TiO₂投加量2.45 g/L、初始COD 2 007mg/L。在因素最优组合的条件下,废水COD去除率可达39.8%,与响应面模型最大预测值41%非常接近。与其他物化预处理方式相比,Ti0₂光催化对废水COD和挥发酚的去除率最高,且对废水生化性有很大提高,具有良好的应用前景。     

响应面法优化TiO2纳米管光电极制备及光电催化性能研究

为了探究采用阳极氧化法制备的TiO₂-NTs（TiO₂纳米管）光电极的光电催化性能,以单因素法考察了φ（H₂O）、w（氟化铵）、氧化温度和氧化时间4个因素对其光电催化性能的影响,并采用Box-Behnken模型的PSM（响应面法）对TiO₂-NTs的制备条件进行优化,进一步通过SEM（扫描电子显微镜）、XRD（X射线衍射）对TiO₂-NTs进行表征,研究了其在紫外光下对亚甲基蓝的光电催化效果.结果表明:①应用Box-Behnken模型可知,TiO₂-NTs最佳制备条件为φ（H₂O）43%、w（氟化铵）0.5%、氧化温度38℃、氧化时间1.72 h.此条件下制备的TiO₂纳米管光电极2 h处理亚甲基蓝的降解效率预测值为73.53%,对其光电催化能力进行验证,实际处理效率为73.2%,误差率仅为0.4%.②φ（H₂O）和w（氟化铵）对TiO₂-NTs光电极催化活性有显著影响.③SEM、XRD分析显示,TiO₂具有管状结构且分布均匀,经测量纳米管管径约为61.30~118.00 nm,平均值为83.99 nm,管壁为19.08 nm,同时部分锐钛矿相转变成金红石相.研究显示,TiO₂-NTs对亚甲基蓝有良好的光电催化效果.      

O3/H2O2法降解甲基叔丁基醚（MTBE）的试验研究

采用自制鼓泡反应器对臭氧/双氧水(O3/H2O2)降解水中甲基叔丁基醚(MTBE)进行了试验研究,考察了进气(含O3)流量、H2O2 投加量、MTBE初始浓度、pH、温度等因素对MTBE降解的影响.结果表明,在MTBE初始浓度为10 mg·L-1,气体流量为0.5 L·min-1,温度293K, pH=6.5, H2O2 添加量为2.4mg·L1 条件下,反应30 min后, MTBE去除率可达75.5%, COD去除率为68.0%.降解得到的中间产物主要有叔丁基甲酯(TBF)、叔丁醇(TBA)、乙酸甲酯(MA)和丙酮(AC)等,据此探讨了O3/H2O2氧化MTBE的可能反应机理和降解途径.     

酸性条件下Ti（Ⅳ）催化O3/H2O2降解邻苯二甲酸二甲酯

研究了酸性条件下O3、O3/H2O2、Ti(Ⅳ)/O3和Ti(Ⅳ)/O3/H2O2氧化邻苯二甲酸二甲酯(DMP)的效能.结果表明,在初始pH为2.8条件下,Ti(Ⅳ)/O3/H2O2体系对DMP的降解效率,矿化程度和臭氧的利用率都明显优于其他3种氧化体系.相同条件下O3、O3/H2O2、Ti(Ⅳ)/O3和Ti(Ⅳ)/O3/H2O2降解DMP的一级表观速率常数分别为3.96×10-4s-1、9.54×10-4s-1、1.07×10-3s-1和6.41×10-3s-1.与单独臭氧化相比,Ti(Ⅳ)/O3/H2O2体系臭氧的利用率约可提升6.51%.优化实验表明,本实验条件下Ti(Ⅳ)的最佳浓度为1.4 mg·L-1,H2O2最佳投加量为10 mg·L-1.结合气质联用(GC/MS)与离子色谱(IC)的分析结果,对Ti(Ⅳ)/O3/H2O2降解DMP的可能反应途径进行了初步的解析.     

O3/H2O2降解水中扑灭通效能研究

利用拟一级降解速率常数表征O3/H2O2对扑灭通(Prometon)的氧化效能,探讨了n(H2O2)/n(O3)、pH值、水质和碳酸氢根离子对去除的影响,对有机氧化产物进行了气相和液相质谱分析,以离子色谱法测定了反应过程中产生的NO3-,在此基础上对扑灭通降解途径进行了研究.结果表明,扑灭通初始浓度2 mg.L-1,反应温度25℃,O3投量13 mg.L-1时,最佳反应条件为n(H2O2)/n(O3)=0.7,体系pH为7～8;扑灭通在自来水中的去除效果好于纯水;HCO3-浓度>50 mg.L-1时,对扑灭通的氧化有明显的抑制作用.液质和气质的分析结果表明扑灭通并未开环,氧化过程中扑灭通三嗪环支链上的2个异丙基首先被氧化脱去,离子色谱检测到的NO3-是三嗪环支链胺基氧化的产物.     

聚乙烯醇降解酶产生菌发酵培养基响应面法优化研究

为了提高假单胞菌Pseudomonas.sp XT11-Z90S产聚乙烯醇降解酶的能力,用Plackett-Buman实验和响应面分析实验对影响产聚乙烯醇降解酶的9个因素,即发酵培养基的9种组成成分进行了研究,并探讨了影响产酶的主要因素和培养基的最佳组成.结果表明,影响产聚乙烯醇降解酶的3个重要组成为葡萄糖、酵母膏和硫酸铵,其最适浓度分别为0.64、0.22和1.45g.L-1.在最佳浓度和组成条件下,聚乙烯醇降解酶最高酶活为13.5U.mL-1,与优化前的12.1U.mL-1相比,提高了11.6%,且其降解率6h时可达到35.5%.     

UV/H2O2降解水中硝基酚及影响因素

UV/H₂O₂氧化对硝基酚实验表明,H₂O₂光解产生·OH自由基是对硝基酚降解的直接原因,12min内25mg/L的对硝基酚去除率达到98%以上.溶液中TOC变化与对硝基酚的去除并不同步,说明对硝基酚的降解中生成了一系列的中间产物,然后再达到完全矿化的.体系中H₂O₂浓度变化显示产生的中间产物对H₂O₂光解没有明显影响.研究中还对对硝基酚起始质量浓度、H₂O₂浓度及pH影响进行了考察.研究认为UV/H₂O₂是对硝基酚脱毒的一种有效方法.      

酸性大红GR的Fe2+促进超声化学降解实验研究

采用超声波降解偶氮染料模拟废水酸性大红GR溶液,考察了反应时间、溶液温度、pH值、Fe2+浓度等因素对降解效果的影响。实验结果表明,该法能有效去除酸性大红GR,低温、酸性有利于酸性大红GR的降解;外加Fe2+和超声过程中产生的H2O2反应生成的·OH强化了酸性大红GR的声化学脱色和降解过程,脱色过程符合一级反应。5mmol/L的Fe2+促进超声反应6h,酸性大红GR脱色率达90.5%,COD去除率为65.2%。     

载铁沸石催化H2O2降解阳离子红X-GRL染料废水

以天然沸石为载体,FeSO₄·7H₂O溶液为浸渍液,采用浸渍蒸干法制备载铁沸石非均相类Fenton反应催化剂,并用其催化H₂O₂降解阳离子红X-GRL染料废水。结果表明,浸渍液浓度为0.18 mg/L、煅烧温度为300 ℃时制备的催化剂铁含量较高、催化效果和稳定性较好。当反应时间为120 min、溶液pH为3.0、催化剂投加量为20.0 g/L、H₂O₂投加量为30.0 mmol/L时,催化降解效果最佳,对染料废水TOC、色度、COD_Cr和TN的去除率分别为60.3%、99.4%、55.5%和49.9%;载铁沸石催化剂重复使用3次后,仍具有一定的催化效果。     

高频超声降解偶氮染料活性红MX-5B废水的研究

采用高频超声降解偶氮染料活性红MX-5B模拟废水,考察了溶液初始pH值、超声参数、曝气、Fe2+浓度以及多频效应对活性红MX-5B超声降解过程的影响,并初步探讨了活性红MX-5B的超声降解规律.结果表明,酸性条件下,高频超声能有效降解MX-5B,当pH=3.5,f=418.3kHz,P=69W时,反应180 min后,MX-5B模拟废水脱色完全.微量Fe2+与超声空化产生的H2 O2形成类Fenton体系,可强化MX-5B的脱色反应.曝气有利于MX-5B脱色,但影响不大.多频超声对MX-5B的脱色效果优于单频超声处理效果.超声降解MX-5B以自由基氧化机制为主,并遵循表观一级反应动力学.染料分子中的NN形成的共轭发色体系已完全破坏,芳香结构也大部分遭到了羟基自由基的破坏.     

基于Box-Behnken响应曲面法优化Fenton预处理高浓度染料中间体生产废水

为高效处理染料中间体生产废水、优化工艺参数,针对染料中间体生产废水有机负荷高、生物抑制性强等特点,选用Fenton氧化处理过程,以实际生产废水为研究对象,基于Box-Behnken响应曲面法分别考察了反应时间、初始pH、n(H₂O₂)/n(Fe2+)、Fenton试剂投加频率等因素对Fenton法处理废水过程的单独影响及各因素间的交互作用,并建立以COD_Cr去除率为评价指标的数学模型进行全面分析.结果表明:各影响因子显著性顺序为初始pH>n(H₂O₂)/n(Fe2+)>Fenton反应时间>投加频率,其中n(H₂O₂)/n(Fe2+)与投加频率的交互作用最为显著(F=3.43);模型决定系数R2=0.917 9,说明模型可信度和精密度高;最佳反应条件组合为反应时间30 min、初始pH为3.46、n(H₂O₂)/n(Fe2+)为6.12、投加频率为2次.预测最大COD_Cr去除率为56.53%,验证试验实测平均结果为55.17%,与预测值相比偏差为1.36%.经最优条件处理后废水的ρ(COD_Cr)由9 600 mg/L降至4 000 mg/L左右,ρ(BOD₅)/ρ(COD_Cr)由0.07增至0.37,可生化性提高.研究显示,采用Fenton法预处理高浓度染料中间体废水可有效提高COD_Cr去除率及其可生化性.      

响应曲面法优化油茶饼对活性红15的生物吸附特征及机理

基于“以废治废”的理念,以农林业废弃物——油茶饼为原料制备生物吸附剂,吸附去除废水中的RR15(C.I. Reactive Red 15,活性红15)染料,并采用响应曲面法中的Box-Behnken设计对油茶饼生物吸附剂吸附RR15的条件进行优化. 结果表明:pH对油茶饼生物吸附剂吸附RR15的吸附容量和去除率均有显著影响(P<0.000 1);当pH为1.0、初始ρ(RR15)为300 mg/L、吸附温度为20 ℃时,油茶饼生物吸附剂对RR15的吸附效果最佳. 相比于Langmuir和Freundlich吸附等温线模型,Temkin吸附等温线模型可以更好地描述油茶饼生物吸附剂对RR15的吸附平衡数据. 吸附温度为20 ℃时,由Langmuir吸附等温线模型计算得到的Q0(吸附剂的单层饱和吸附量)为74.63 mg/g. 动力学分析显示,油茶饼生物吸附剂对RR15的吸附过程符合准二级动力学模型(R2>0.999 7),支持了限速步骤是化学吸附的理论;内部扩散和边界层扩散都可能影响吸附速率. 热力学分析表明,该吸附过程是一个自发的放热过程. FTIR(fourier transform infrared spectroscopy,傅里叶变换红外光谱)分析发现,油茶饼生物吸附剂上羟基、胺基等官能团可能是RR15染料的主要结合位点. 研究显示,油茶饼生物吸附剂是一种具有潜力的绿色吸附剂,可以有效去除废水中的RR15染料.      

链霉菌FX645对偶氮染料红AR30的降解机制研究

从印染厂污泥中筛选到1株对偶氮染料红30(AR30)具有较强脱色降解作用的菌株Streptomyces sp.FX645.通过降解产物的紫外-可见吸收光谱、LC-MS分析及各降解产物在发酵体系中浓度随时间变化的规律,探讨了菌株FX645对AR30的可能降解途径,首先在偶氮还原酶的作用下AR30发生偶氮键的裂解,生成4-硝基-2,6-二氯苯胺与2-[(4-胺苯基)-(2-氰乙基)-氨基]乙酸乙酯,然后分别发生硝基还原、氨基酰化、氰基水解作用,生成一系列的苯胺类化合物.     

纳米Fe3O4/H2O2降解诺氟沙星

采用纳米Fe3O4催化H2O2氧化降解水环境中的诺氟沙星.考察了溶液酸度、温度、催化剂和H2O2浓度对诺氟沙星降解的影响,对比不同底物在Fe3O4/H2O2体系中的降解情况,并进一步探讨了其反应机制.结果表明,溶液酸度显著影响诺氟沙星的降解率,在酸性条件下（pH=3.5）诺氟沙星的降解效率最高.诺氟沙星的降解率随纳米F...     

天然矿物负载Fe/Co催化H2O2氧化降解阳离子红3R

类Fenton反应关键是催化剂的活性,利用浸渍法负载铁、钴双金属对天然矿物材料进行改性,提高其催化活性,并运用扫描式电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)等表征手段对负载前后的材料进行表征分析.结果表明负载后材料中生成Fe2O3和Co Fe2O4两种新物质.将合成的催化剂用于催化H2O2氧化阳离子红3R染料废水,在催化剂投加量3 g·L-1,H2O2投加量0.3 m L·L-1,反应时间1 h条件下,100 mg·L-1阳离子红3R废水脱色率可达99.8%,TOC去除率可达58.4%,催化剂中活性组分主要为表面负载的Fe2O3和Co Fe2O4,电子自旋共振(ESR)分析表明催化氧化过程中产生羟基自由基,阳离子红3R发色基团在1 min已被完全破坏,光谱分析表明反应过程中有小分子物质生成.催化氧化效果受染料废水初始p H值影响小,适应p H范围广,解决了传统Fenton反应p H条件苛刻的问题.研究结果为印染废水处理提供了具有工程应用潜力的技术方法.     

响应曲面法在反硝化生物滤池运行参数优化中的应用

为预测反硝化生物滤池深度处理城镇污水处理厂二沉池出水的脱氮效果,优化工艺运行参数,以黏土陶粒反硝化生物滤池作为反应器,以人工合成污水模拟污水处理厂二沉池出水,采用中心组合试验设计,利用响应曲面法研究反应器NO₃--N去除率与HRT(水力停留时间)、进水中ρ(COD_Cr)和ρ(NO₃--N)之间的关系. 统计结果显示,NO₃--N去除模型极显著(P<0.000 1),并且模型预测值与试验值能很好地吻合. 方差分析结果表明,HRT及其与进水中ρ(NO₃--N)和ρ(COD_Cr)的交互作用对反硝化滤池NO₃--N的去除率影响不显著(P>0.05),而进水中ρ(NO₃--N)和ρ(COD_Cr)及其交互作用对反硝化滤池NO₃--N的去除具有显著影响(P＜0.05). 3个因素对NO₃--N去除率影响强弱的顺序为进水ρ(COD_Cr)>进水ρ(NO₃--N)>HRT. 在HRT为2.50 h的条件下,当进水中ρ(NO₃--N)＜11.00 mg/L及ρ(COD_Cr)＞43.00 mg/L时,反硝化滤池NO₃--N的去除率可以达到71.0%以上.