半导体氧水化物超细粉末对Cr（Ⅵ）的光催化还原作用研究

对不同反应条件下ＺｎＯ／ＴｉＯ２超细粉末艰水溶液中六价铬的还原作用影响进行了研究与对比，结果表明，半导体氧化物ＺｎＯ／ＴｉＯ２对水溶液中六价铬有明显的光催化还原作用，ＺｎＯ比ＴｉＯ２的效果更显著，经９０ｍｉｎ处理后，Ｃｒ（ＶＩ）含量从初始的１００ｍｇ／Ｌ降为０．４７ｍｇ／Ｌ以下；可降解有机物的存在能促进反应的进行，提高六价铬的转化率，随着ｐＨ值的升高，光催化效果减弱，本文还对反应机制和反应速度与反     

苦杏仁酸、苹果酸、乳酸对Cr(Ⅵ)还原作用的比较

不同温度和pH条件下,通过批式试验研究了苦杏仁酸、苹果酸、乳酸还原Cr(Ⅵ)的反应速率.结果表明,这3种α-OH酸还原Cr(Ⅵ)的能力表现为:苦杏仁酸＞苹果酸＞乳酸.苦杏仁酸对Cr(Ⅵ)的还原作用受pH变化的影响较大,而乳酸受温度变化的影响较大.同时研究了Mn(Ⅱ)对3种α-OH酸还原Cr(Ⅵ)反应速率的影响.结果表明,Mn(Ⅱ)对3种α-OH酸还原Cr(Ⅵ)均有催化作用,其中对苦杏仁酸表现更为明显.     

g-C3N4协同光催化还原Cr(Ⅵ)及氧化磺基水杨酸

氮化碳是一种新型非金属半导体光催化剂,近年来发展成为一种理想的环境治理材料.通过热解三聚氰胺的方法制备出石墨相氮化碳(g-C_3N_4),利用XRD、TEM和UV-vis DRS对它的结构、形貌及光电特性进行表征,并进一步对其在协同光催化还原Cr(Ⅵ)及氧化磺基水杨酸(SSA)中的应用进行了研究,考察了催化剂投加量、初始pH以及Cr(Ⅵ)与SSA初始浓度比等条件对协同光催化反应的影响.结果表明,催化剂投加量为0.5 g·L~(-1),pH=2,初始Cr(Ⅵ)与SSA浓度比为1∶4(10 mg·L~(-1)∶40 mg·L~(-1))时,协同光催化反应达到最优化,比单独光还原或光氧化污染物的能力提高3倍以上,此时Cr(Ⅵ)的还原率为98.9%,SSA的氧化率为93.4%.本文还深入探讨了协同光催化机制,g-C3N4在可见光激发下,光生电子还原Cr(Ⅵ),同步产生的空穴、O_2~(·-)和·OH共同氧化SSA.     

膜蒸馏去除水中Cr(Ⅵ)研究

构建PVDF中空纤维疏水膜为膜组件的膜蒸馏装置对100 mg/L的实验室Cr(VI)废水进行处理。研究了不同温差条件下膜通量变化情况、膜通量及产水电导率随时间变化情况、进出水Cr(VI)浓度变化情况及长周期运行条件下的膜通量变化情况。实验结果表明:随着温差的增大,膜通量保持增长趋势,当冷热侧温差达35℃以上时,膜通量增长速率放缓,兼顾经济与效率计,冷热侧温差以35℃为宜;在实验周期内,膜通量在8.21~8.36 kg/(m2·h)变化,电导率维持在3.8~3.9μS/cm;产水的六价铬浓度12 h之内稳定在0.026~0.03 mg/L,随着膜蒸馏实验的进行,产水浓度开始增大,但均在0.5 mg/L排放标准以下;168 h的长周期实验过程膜通量维持在8.1~8.35 kg/(m2·h),产水电导率维持在3.7~4.3μS/cm,说明以PVDF中空纤维疏水膜为核心的膜蒸馏技术对Cr(VI)具有稳定的去除效果。     

流化床TiO_2光催化降解乙醛气体的研究

光催化降解有害气体是一项新兴的颇有发展前途的环境友好催化新技术 ,采用溶胶 -凝胶法制得 1 0～ 30nm的二氧化钛 ,采用自制的流化床光催化气体反应器降解乙醛气体 ,流量 1 0 0mL/min ,乙醛气体浓度 1 .8～ 9mg/m3 ,降解率达到 80 %以上。     

吡啶环改性石墨相氮化碳光催化还原Cr(VI)的研究

以三聚氰胺和吡啶二羧酸为原料,通过水热合成有机大分子前驱体,设计了吡啶环改性的石墨相氮化碳(x% Py-CN).利用TEM、XRD、XPS、FT-IR、EIS等手段对所得x% Py-CN催化剂进行表征分析.以水中Cr (VI)为目标污染物,考察了x% Py-CN催化剂的光催化还原性能.结果表明,在模拟太阳光照射下,10% Py-CN具有最佳的光催化性能,光照3h对15mg/L Cr (VI)光催化还原率达85%.x% Py-CN催化剂光催化活性提升的原因在于,吡啶环的修饰有效提高了光生电子空穴对的分离效率.此外,重复循环实验表明该催化剂具有良好的稳定性和循环利用能力,具有良好的应用前景.     

TiO_2薄膜光催化降解邻苯二甲酸乙酯的研究

采用solgel法制备TiO2薄膜。以该薄膜为催化剂,研究了在H2O2存在的条件下,对内分泌干扰物质邻苯二甲酸乙酯(DEP)的光催化降解反应。分别讨论了pH值、H2O2的加入量、DEP的初始浓度以及光照时间对降解反应的影响。结果表明在pH=2、50mg/L的H2O2中对初始浓度为50mg/L的DEP溶液光照150min有较好的降解效果。     

一株芽孢杆菌还原Cr(Ⅵ)的特性研究

从青海某化工厂水溶态C(rⅥ)含量为248.17 mg/kg的表层土壤中,利用平板划线法,分离纯化出一株菌株。形态学观察该菌株为杆状的革兰氏阳性菌,16S rDNA序列分析结果显示,为芽孢杆菌属。生长条件实验表明,该菌株能在pH值为7⁹,温度309,温度30⁵0℃条件下生长,是一株较为罕见的耐高温菌株。静态批实验表明,C(rⅥ)对该菌的生长有抑制作用,且抑制作用随着C(rⅥ)浓度的升高而增强;该菌株在48、72、168 h内,可将C(rⅥ)浓度为25、50、100 mg/L的溶液中99%以上的C(rⅥ)还原;还原过程呈现延滞期、对数期和稳定期3个阶段;在稳定期,培养基pH值上升速率随C(rⅥ)浓度的增大而降低,可能是由于细胞浓度不同、还原产物C(rⅢ)的水解作用导致。     

不同还原剂处理实验室Cr(Ⅵ)废水研究

采用焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、硫代硫酸钠、氯化亚铁及硫酸亚铁五种常见的还原剂对实验室产生的六价铬废水进行还原处理,研究不同还原剂在不同pH值条件下对六价铬废水的去除效果,从经济性、去除率等不同方面对不同还原剂处理六价铬废水的优劣进行综合分析。结果表明:焦亚硫酸钠在pH=2.5的条件下对六价铬去除率达到99.84%;亚硫酸钠和硫代硫酸钠在pH=2.0的条件下对六价铬的去除率分别达到99.06%和99.28%;硫酸亚铁和氯化亚铁在反应溶液pH为2~3的条件下去除效果相差不大,两者的去除率都接近100%。处理相同浓度的六价铬废水,不同还原剂处理成本不同,焦亚硫酸钠处理每吨浓度为100 mg/L的六价铬废水所需要的试剂费用为2.86元,亚硫酸钠、硫代硫酸钠、氯化亚铁及硫酸亚铁四种还原剂处理相同废水所需要的试剂费用分别为3.575,7.08,14.28,6.72元。综合处理率和经济性两方面因素考虑,焦亚硫酸钠为五种还原剂中最佳还原剂。     

电压对电动修复Cr(Ⅵ)污染高岭土的影响研究

试验选用重铬酸钾作为污染物,配制高岭土中Cr(Ⅵ)初始质量分数为500mg·kg-1.试验研究了不同电压下的电动修复效率和单位能耗,并结合经济效益找出合适的电压范围.试验结果表明:当电压为20V时,去除效率达到89.9%,单位能耗仅为93.04KW·h·g-1.当电压再增大的时候,去除效率提高较小,单位能耗增大迅速,不符合经济效益的要求.由于适宜的施加电压和土壤本身性质有很大联系,如何通过简单的方法确定适宜的施加电压,还需进一步研究.     

氧缺陷针状钨酸锌光催化剂高效净化含Cr(Ⅵ)废水

近年来,在全球工业飞速发展、经济迅速提升的同时,环境污染问题也日趋严峻,解决重金属离子污染问题迫在眉睫。在众多环境污染治理技术中,光催化技术作为一种高效、无二次污染的技术被研究者们广泛关注。该文利用硼氢化钠作为刻蚀剂制备了系列氧缺陷改性的ZnWO₄光催化剂。以重铬酸钾溶液模拟含Cr(Ⅵ)废水,探究了氧空位缺陷对ZnWO₄光催化还原Cr(Ⅵ)性能的影响。利用X射线粉末衍射、场发射扫描电子显微镜、N₂-物理吸附、紫外可见漫反射、瞬态光电流密度和电化学阻抗等技术手段对催化剂进行表征。实验结果表明,硼氢化钠刻蚀能改变ZnWO₄的形貌结构,增大ZnWO₄的比表面积;特别是硼氢化钠刻蚀诱导的氧空位缺陷能拓宽其可见光吸收范围和降低光生载流子的复合概率,显著提高ZnWO₄对Cr(Ⅵ)还原的光催化活性。     

Mn2+对草酸还原Cr(Ⅵ)的强化效果及机理研究

地下环境中普遍存在的金属离子和小分子有机酸可以共同还原降解对环境和人体有害的Cr(Ⅵ).通过探讨不同影响因素(体系组分、初始pH值、有机酸浓度、金属离子浓度)下,Cr(Ⅵ)的还原转化效果及其规律,确定了最佳反应组合,并探讨了 Mn2+对草酸还原Cr(Ⅵ)的强化效果及机理.结果表明:通过对比5种常见的小分子有机酸和5种常...     

苦杏仁酸、苹果酸、乳酸对Cr(VI)还原作用的比较

不同温度和pH条件下,通过批式试验研究了苦杏仁酸、苹果酸、乳酸还原Cr(VI)的反应速率.结果表明,这3种α-OH酸还原Cr(VI)的能力表现为:苦杏仁酸>苹果酸>乳酸.苦杏仁酸对Cr(VI)的还原作用受pH变化的影响较大,而乳酸受温度变化的影响较大.同时研究了Mn(II)对3种α-OH酸还原Cr(VI)反应速率的影响.结果表明,Mn(II)对3种α-OH酸还原Cr(VI)均有催化作用,其中对苦杏仁酸表现更为明显.     

改性废报纸纤维对水中Cr(Ⅵ)的吸附研究

利用环氧氯丙烷与三甲胺对废报纸纤维进行改性制备阴离子吸附材料(CWNF),通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、热重分析(TGA)、比表面积(BET)对改性前后废报纸纤维进行表征,并研究其去除水中六价铬离子Cr(VI)的性能.结果表明,改性后废报纸纤维(CWNF)对Cr(VI)的吸附能力显著提高.当CWNF投加量为1g/L,溶液pH为1时,对100mg/L Cr(VI)的最大吸附量为38.66mg/g,平衡时间为60min,比改性前废报纸纤维(WNF)的吸附量(24.18mg/g)提高了59.88%.Langmuir与Freundlich等温吸附方程均能较好地描述CWNF对Cr(VI)的吸附特性,吸附动力学更符合拟二级速率方程.     

TiO_2-Cu~(2 )体系降解偏二甲肼的研究

研究了在TiO2 催化氧化降解偏二甲肼的反应体系中添加Cu2 的效果以及Cu2 浓度、添加H2 O2 、反应体系A/V值以及紫外光与太阳光作光源对偏二甲肼降解率的影响 ,结果表明 ,在TiO2 光催化降解偏二甲肼的反应体系中Cu2 的最佳投加量为 4 0mg/L ,添加适量H2 O2 以及在紫外光照射下 ,适当增大反应液的A/V值都会大大提高偏二甲肼的降解率。同时也研究了偏二甲肼降解中间产物随着反应进程的降解规律。     

生物制备β-FeOOH光催化酒石酸还原Cr(Ⅵ)的研究

Cr(Ⅵ)不同于Cr(Ⅲ),它具有明显的毒性、致癌性、致突变性,且在水体和土壤中迁移性强,因此,将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)继而以Cr(OH)3沉淀形式去除,是治理Cr(Ⅵ)污染的重要措施之一.本文研究了生物制备β-Fe OOH光催化酒石酸还原Cr(Ⅵ)的效率及影响因素.结果表明:在生物合成的β-Fe OOH存在条件下,光催化酒石酸还原Cr(Ⅵ)的效率大幅提高,是没有β-Fe OOH对照处理的4.35倍.β-Fe OOH存在下光催化酒石酸还原Cr(Ⅵ)受p H、β-Fe OOH浓度和酒石酸浓度的影响.在p H 2.0~5.0实验范围内,p H越低,还原率越高.当p H=5.0时,Cr(Ⅵ)还原率只有45%,p H=2.0时,Cr(Ⅵ)还原率可达到90%.β-Fe OOH浓度为0.6 g·L-1时,Cr(Ⅵ)还原率达到最高.酒石酸浓度的增加有利于Cr(Ⅵ)的光催化还原.在β-Fe OOH浓度为0.6 g·L-1,酒石酸浓度为200μmol·L-1,溶液p H=2.0的最佳条件下,溶液中Cr(Ⅵ)可在80min内100%光催化还原成Cr(Ⅲ).本研究为生物制备β-Fe OOH的应用和Cr(Ⅵ)污染治理提供了新的选择.     

磁性生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附性能与机理研究

以小麦秸秆为原料在500℃N₂气氛下制备生物炭(WB),该文进一步用FeCl₃·6H₂O和FeSO₄·7H₂O进行改性制备磁性生物炭(MWB),用于溶液中Cr(Ⅵ)的吸附,研究MWB对Cr(Ⅵ)的吸附性能和吸附机理。实验结果表明,与WB相比,MWB对初始浓度为100 mg/L时水中Cr(Ⅵ)去除率由36.86%提高到93.90%。Langmuir模型更适合描述MWB对Cr(Ⅵ)的吸附等温过程,吸附动力学符合准二级动力学模型,活化能为44.81 k J/mol。热力学参数ΔG<0、ΔH>0、ΔS>0,表明吸附是自发进行的吸热过程。XPS和FTIR分析结果表明铁元素负载到生物炭上,产生的磁性有利于固液分离,还可为化学吸附作用提供更多活性位点。Cr(Ⅵ)在磁性生物炭表面的吸附主要是通过表面络合反应或氧化还原反应进行,且MWB表面的Fe-O基团强化了其对铬离子的化学吸附作用,提高了MWB对Cr(Ⅵ)的吸附性能。     

阴极pH控制对电动修复Cr(Ⅵ)污染高岭土影响研究

试验选用重铬酸钾作为污染物,配制高岭土中Cr(Ⅵ)初始质量分数为100mg/kg和500mg/kg。试验研究了对阴极电解产生的OH-的控制对电动修复效率的影响以及不同的控制方式对电动修复效率的影响。试验结果表明:对阴极电解产生的pH进行控制可以明显提高Cr(Ⅵ)去除效率;多种控制方式中,以盐酸的中和控制最为有效,可使去除效率达到90.8%,但引起的土壤酸化问题应当进一步进行研究。     

纳米材料与TiO_2光催化废水处理技术

结合纳米技术和纳米材料的基本原理和特性 ,介绍了TiO2 光催化氧化处理废水的反应原理、TiO2 的材料使用及主要影响因素 ,指出了今后的研究方向。     

凹凸棒石@C纳米复合材料对Cr(Ⅵ)吸附-还原作用

以凹凸棒石和葡萄糖为原料,通过设置凹凸棒石与葡萄糖不同质量比,采用水热碳化法制备凹凸棒石@C纳米复合材料,并选择出去除Cr(Ⅵ)效果最佳的凹凸棒石@C纳米复合材料.同时,利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、Zeta电位仪(Zeta)、X光电子能谱(XPS)手段对复合材料进行了表征,考察了时间和p H对其去除水中Cr(Ⅵ)的影响,探讨了其吸附-还原机制.结果表明,最佳复合材料的凹凸棒石与葡萄糖质量比为1∶4;吸附平衡时间约为6 h,动力学过程符合准二级动力学模型.在p H为1~10时,Cr(Ⅵ)去除率随p H升高而减小,p H=1时Cr(Ⅵ)去除率最大,高达92.7%,吸附率为48.5%,还原率为44.2%;而总铬吸附率则随p H升高先增大后减小,p H=2时最大,吸附率为50.2%,还原率为13.0%,表明对Cr(Ⅵ)去除存在吸附-还原作用,酸性越强,越容易发生还原反应.FT-IR分析结果表明,凹凸棒石@C纳米复合材料表面存在含氧基团和还原性基团(Cx—OH、—CH等);XPS分析结果表明其对Cr(Ⅵ)的去除是吸附-还原相互作用的结果,包括Cr(Ⅵ)在复合材料表面与含氧基团络合配位吸附和静电吸附,以及Cr(Ⅵ)还原Cr(Ⅲ)再吸附,其中,Cr(Ⅲ)再吸附主要通过与Mg2+、Al3+等阳离子交换作用实现的.