磁性CuS/γ-Fe2O3复合材料光催化处理染料废水

以氯化铜、纳米γ-Fe₂O₃和硫脲为原材料,乙二醇为溶剂,采用溶剂热法制备了磁性CuS/γ-Fe₂O₃复合光催化剂。考察了该光催化剂对刚果红染料废水的处理效果。在m（CuS）:m（γ-Fe₂O₃）=2:1、刚果红初始质量浓度为10 mg/L、光催化剂投加量为0.6 g/L的最佳工艺条件下,刚果红去除率达96.51%。阴离子Cl^-、NO₃^- 及SO₄^2-对该光催化剂的催化活性具有促进作用,其中SO₄^2–的促进作用最显著。该光催化剂具有较好的活性稳定性,重复使用6次后刚果红去除率仍高达90.50 %。     

Fe_3O_4@SiO_2复合气凝胶的制备及其对刚果红的吸附

以Fe Cl_3·6H_2O和正硅酸四乙酯为原料,通过溶胶-凝胶法结合醇溶剂热法制备了Fe_3O_4@Si O_2复合气凝胶。采用XRD,FTIR,SEM,EDS等技术对Fe_3O_4@Si O_2的结构进行了表征。考察了Fe_3O_4@Si O_2对刚果红溶液的吸附性能。表征结果显示,Fe_3O_4@Si O_2复合气凝胶是由直径为10~20 nm的近球形颗粒组装而成的具有三维网络结构的纳米材料,比表面积为457.93 m~2/g,平均孔径为10.7 nm。在溶液p H为5、吸附时间为35 min的最佳工艺条件下,采用Fe_3O_4@Si O_2吸附处理质量浓度为10 mg/L的刚果红溶液,刚果红去除率为99.39%,此时溶液中刚果红的质量浓度仅为0.052 mg/L。Fe_3O_4@Si O_2复合气凝胶吸附刚果红后具有较好的解吸和再生能力。     

零价铁活化过硫酸钠深度处理电镀添加剂生产废水

采用零价铁(ZVI)活化过硫酸钠(PS)产生·SO_4~-,以·SO_4~-为氧化剂深度处理电镀添加剂生产废水。考察了废水p H、n(ZVI)∶n(PS)、c(S_2O_8~(2-))和反应温度对废水COD去除率的影响。实验得出废水处理的最佳工艺条件:废水p H为5.0,n(ZVI)∶n(PS)=1.00,c(S_2O_8~(2-))=15 mmol/L,反应温度为50℃。在此最佳工艺条件下反应60 min,COD去除率达到76.8%,出水COD约为42 mg/L,满足GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级标准要求。     

磁性纳米γ-Fe_2O_3/SiO_2去除水中亚甲基蓝

以纳米γ-Fe_2O_3为磁性介质制备了磁性纳米γ-Fe_2O_3/SiO_2,并将其用于水中亚甲基蓝的吸附。表征结果显示:制备的γ-Fe_2O_3/SiO_2呈不规则核壳结构,平均粒径为38 nm,比表面积为74.35 m~2/g,比饱和磁化强度为55A·m~2/kg。实验结果表明:γ-Fe_2O_3/SiO_2对亚甲基蓝的吸附适宜在中碱性条件下进行,4 h即可达吸附平衡;在初始亚甲基蓝质量浓度为1 80 mg/L、γ-Fe_2O_3/SiO_2加入量为2 g/L、初始溶液pH为7.0、吸附温度为298 K的条件下,吸附量最高为25.4 mg/g;共存金属离子会降低吸附效率,而少量的腐殖酸则会促进吸附;吸附过程符合准二级动力学方程,颗粒内扩散不是唯一的控速步骤;等温吸附满足Langmuir模型,该吸附是一个物理吸附过程;用乙醇洗涤的γ-Fe_2O_3/SiO_2重复使用4次时仍能保持约80%的原吸附量。     

催化动力学光度法测定工业废水中的Cr(Ⅵ)

采用β-环糊精作为H_2O_2氧化茜素红褪色反应的增敏剂,建立了催化动力学光度法测定工业废水中Cr(Ⅵ)的新方法。该方法最佳反应条件为:反应体系总体积25 m L,0.1 mol/L的H_2SO_4溶液加入量2.0 m L,1.0×10~(-3) mol/L茜素红溶液加入量1.5 m L,30%的H_2O_2溶液加入量4.0 m L,100 g/L的β-环糊精溶液加入量3.0 m L。在最大吸收波长554 nm处测定反应前后溶液的吸光度,Cr(Ⅵ)的质量浓度与吸光度差值(ΔA)在4.0×10~(-4)~5.4×10~(-2) mg/L范围内符合比尔定律,线性回归方程为:ΔA=18.52ρ+0.018,相关系数为0.996 6,检出限为3.5×10~(-4) mg/L,加标回收率为99.46%~101.3%,6次测定的相对标准偏差小于等于2.4%。该法的测定结果与GB/T 7467—1987中的二苯碳酰二肼分光光度法相近。     

工业烟气氨法-络合法同时脱硫脱硝

在脱硫脱硝喷淋装置上采用氨法-络合法处理工业烟气。考察了吸收液pH、Fe(Ⅱ)EDTA浓度、初始烟气浓度、液气比对烟气同时脱硫脱硝效果的影响。实验结果表明:吸收液的酸碱度通过影响Fe(Ⅱ)与EDTA的络合形式进而影响NO去除率;SO_2去除率主要受吸收液pH和初始SO_2质量浓度的影响;当吸收液pH大于8、吸收液Fe(Ⅱ)EDTA浓度大于0.100 mol/L、初始SO_2质量浓度小于1 500 mg/m3、初始NO质量浓度为1 200 mg/m3时,SO_2去除率均在95%以上,NO去除率为54%;当液气比由1 L/m3增大至4 L/m3时,有效脱硫时间和有效脱硝时间分别增长了7 min和4 min。     

Ag_6P_2W_(18)O_(62)/TiO_2/膨胀石墨复合光催化剂的制备及甲基橙的降解

以钛酸四丁酯为钛源、膨胀石墨(EG)为载体,通过溶胶凝胶-浸渍法制备了Ag_6P_2W_(18)O_(62)/TiO_2/EG复合光催化剂。采用SEM,EDS,XRD,FTIR,UV-vis等技术对其进行表征,研究了该催化剂在紫外光及可见光下对甲基橙的降解性能。表征结果显示:Ag_6P_2W_(18)O_(62)被成功负载到TiO_2上且保持Dawson结构;经Ag_6P_2W_(18)O_(62)表面修饰后的复合光催化剂可见光吸收性能增强;EG提供的丰富孔道有利于有机污染物吸附去除。实验结果表明:在甲基橙质量浓度为20 mg/L、催化剂加入量为1.0 g/L、反应温度为25℃的条件下,n(Ag)∶n(Ti)=1∶16时的复合光催化剂(ATE-2)的紫外光、可见光催化活性最佳;紫外光下反应70 min时甲基橙去除率为96.5%,可见光下反应40 h时甲基橙去除率为83.5%;ATE-2使用5次后,反应70 min时,其甲基橙去除率仍为92.5%。     

无机条件下硫酸盐型厌氧氨氧化反应的特性

在循环流厌氧反应器中研究了无机条件下采用厌氧颗粒污泥启动硫酸盐型厌氧氨氧化(S-ANAMMOX)的反应特性。结果表明:在1~124 d的运行时间内,从第37天开始出现了NH4+-N和SO_4~(2-)的同步去除,生成NO_2~-,NO_3~-,反应最终产物为N2和单质硫,NH4+-N和SO_4~(2-)的最高去除率分别达到92.47%和59.3%;当进水nN∶nS较高时,能显著提高NH4+-N去除率和总氮去除率;SO_4~(2-)与NH4+发生氧化还原反应产生NO2-和NO3-是pH降低的过程;进水nN∶nS、进水平均NH_4~+-N、SO_4~(2-)质量浓度和HRT均对S-ANAMMOX反应的氮硫转化比有一定影响,表明S-ANAMMOX反应是一个多步反应。     

磁载光催化剂ZnO/SiO_2-Fe_3O_4的光催化活性

采用液相沉积法制备出了纳米SiO_2-Fe_3O_4复合粒子,并在其表面负载ZnO,得到了易于磁性固液分离的磁载光催化剂ZnO/SiO_2-Fe_3O_4,并通过傅立叶红外光谱仪、X射线衍射仪和透射电子显微镜等对光催化剂进行了表征.以亚甲基蓝为目标降解物,研究了光催化剂在紫外光下的光催化活性.实验结果表明,在Fe_3O_4和ZnO之间包覆一层无定形SiO_2可使亚甲基蓝降解率由20.34%提高到94.52%,所制备的ZnO/SiO_2-Fe_3O_4在3次重复使用后仍能保持较好的光催化性能.     

SiO_2-NH_2/Fe_3O_4的制备及制药废水的深度处理

以溶剂热法制备Fe_3O_4磁性粒子,通过改良的St?ber法在其上包覆Si O_2,并用3-氨丙基三乙氧基硅烷对表面进行氨基修饰,制得Si O_2-NH_2/Fe_3O_4磁性复合材料,并将其用于制药废水二级出水的吸附处理(吸附剂投加量1 g/L、吸附时间120 min)。表征结果显示:Si O_2-NH_2/Fe_3O_4为粒径(510.0±3.6)nm的球形粒子。实验结果表明:在废水p H为5时,Si O_2-NH_2/Fe_3O_4对TOC、蛋白质、腐殖酸的吸附效果最佳,三者的去除率分别达44.14%,35.58%,33.07%,与Fe_3O_4相比分别提高了25.27,21.76,21.05百分点;废水p H为6时,Si O_2-NH_2/Fe_3O_4对多糖和色度的去除效果最佳,二者的去除率分别达26.03%和62.94%,与Fe_3O_4的最高去除率(p H=5时)相比分别提高了17.84百分点和22.45百分点;Si O_2-NH_2/Fe_3O_4重复使用4次,TOC和色度去除率均达初次使用时的87%以上。     

仿酶型磁性Fe~0-Fe_3O_4复合催化剂的制备及其催化性能

采用原位氧化沉淀法制备出仿酶型磁性Fe0-Fe_3O_4复合催化剂,并将其作为非均相类Fenton催化剂用于溶液中对硝基苯酚的降解;采用SEM和XRD等技术对催化剂进行了表征。表征结果显示,Fe_3O_4与Fe0结合牢固,有利于Fe0的分散。实验结果表明:Fe0-Fe_3O_4对对硝基苯酚的降解为拟一级反应;在Fe0与Fe_3O_4的质量比为0.75、Fe0-Fe_3O_4投加量为1.2 g/L、初始H_2O_2浓度为10 mmol/L、初始溶液p H为3、反应温度为30℃的条件下反应90min,反应速率常数为0.067 min-1,COD去除率为77.28%,Fe溶出量为2.12 mg/L;在对硝基苯酚的降解过程中,pH先增大后减小,Fe溶出量先降低后升高;Fe0-Fe_3O_4是一种稳定的催化剂,可再生使用。     

WO_3/γ-Bi_2MoO_6异质结的制备及其光催化性能

采用微波溶剂热法—浸渍法制备了WO3/γ-Bi2Mo O6纳米异质结复合可见光催化剂(简称光催化剂),用XRD、SEM、XPS和UV-Vis分光光度法对其进行了表征。以甲基橙为目标降解物,考察了光催化剂的催化性能。表征结果显示:WO3分散在γ-Bi2Mo O6晶体表面,未进入晶格内部;与WO3和γ-Bi2Mo O6相比,WO3/γ-Bi2Mo O6在紫外和可见光区的吸收强度均有所提高,且对光的吸收发生了明显的红移,禁带宽度变窄;二者形成的p-n型异质结能及时有效地促进光生电子-空穴对的分离,提高催化活性。实验结果表明:WO3/γ-Bi2Mo O6的催化活性优于WO3和γ-Bi2Mo O6;在甲基橙溶液初始质量浓度为10 mg/L、光催化剂WO3(1.0%)/γ-Bi2Mo O6加入量为1 g/L时,反应3 h时甲基橙的降解率最高(达97.48%),甲基橙溶液中TOC的去除率也最高(为92.0%)。     

Ni,Co掺杂对Mn-Ce/TiO_2催化剂脱硝活性的影响

以Ti O_2为载体,采用浸渍法制备Ni或Co掺杂的Mn-Ce/Ti O_2催化剂,用于烟气的选择性催化还原法低温脱硝。考察Ni或Co的掺加对Mn-Ce/Ti O_2催化剂活性的影响,并对各催化剂进行了BET,XRD,H_2-TPR,XPS表征。实验结果表明:在NO,NH_3,O_2的体积分数分别为6×10~(-4),6×10~(-4),6×10~(-2),空速为16 000 h~(-1)的条件下,Mn-Ce/Ti O_2、Mn-Ce-Ni_(0.4)/Ti O_2和Mn-Ce-Co_(0.2)/Ti O_2催化剂的NO去除率在120℃时分别为38%,68%,74%,在150℃时分别为64%,92%,近100%,这表明掺加Ni或Co后Mn-Ce/Ti O_2催化剂的脱硝活性明显提高;在进气中加入体积分数为1×10~(-4)的SO_2后,Mn-Ce/Ti O_2催化剂的NO去除率在300 min内从98.2%下降至57.2%,而Mn-CeCo_(0.2)/Ti O_2和Mn-Ce-Ni_(0.4)/Ti O_2催化剂的NO去除率分别为73.9%和69.8%,这表明Ni或Co的掺加有助于提高催化剂的抗硫性能。表征结果表明:Ni或Co的掺加基本不影响Mn和Ce在载体Ti O_2上的分散;Ce元素以Ce~(3+)和Ce~(4+)价态存在,且主要为Ce~(4+);催化剂的比表面积变化不大;Mn O_x与Ce O_x的结晶度降低,催化剂的氧化还原能力增强。     

分步沉淀去除磷酸铁生产废水中的磷酸根和硫酸根

采用分步化学沉淀法分别脱除并回收磷酸铁生产废水中的高浓度磷酸根和硫酸根。实验结果表明:在以n(Fe~(3+))∶n(PO_4~(3-))=1.0的比例加入硫酸铁、反应时间为40 min、反应温度为25℃、废水初始p H为8.17、反应30 min时二次调节废水p H至5.50的条件下,磷酸根去除率可达98%以上,所得沉淀中Fe和P的质量分数分别为36.77%和18.81%,成分简单,回收价值高;采用氢氧化钙作为沉淀剂,在n(Ca~(2+))∶n(SO_4~(2-))=1.0的条件下可将废水中硫酸根质量浓度由78.62 g/L降至2.16 g/L,硫酸根去除率为97.3%,硫酸钙回收量为120.2 g/L;最终出水的磷酸根质量浓度小于0.5 mg/L,满足GB 8978—1996《污水综合排放标准》的一级标准。     

臭氧氧化—湿式钙法吸收工艺对烟气的同时脱硫脱硝

采用臭氧氧化—湿式钙法吸收工艺对模拟烟气进行同时脱硫脱硝处理。O_3于150℃下具有较高的热稳定性,可将NO氧化为高价态氮氧化物,且NO氧化率随n(O_3)∶n(NO)的增大而逐渐提高。烟气中SO_2和H_2O的存在对NO氧化率的影响不大。O_3对SO_2的氧化率较低,约为5%。3%(w)石灰石浆液对SO_2的吸收率接近100%,NO_x吸收率随n(O_3)∶n(NO)的增大而逐渐提高,当n(O_3)∶n(NO)为1.6时NO_x吸收率可达约65%。SO_2能促进吸收液对NO_x的脱除。石灰石浆液中加入0.2%(w)的(NH_4)_2SO_3或Na_2SO_3后NO_x吸收率可达约85%或82%,且吸收率随添加剂加入量的增加而提高,添加(NH_4)_2SO_3的NO_x吸收率略高于添加Na_2SO_3。     

Fe_3O_4-xTiO_2复合光催化剂的制备及其对染料废水的处理效果

采用共沉淀法制备了复合光催化剂Fe_3O_4-xTiO_2。运用XRD、SEM、TEM和UV-Vis DRS等技术对光催化剂进行了表征,并考察了其在太阳光下对茜素红模拟染料废水的光催化降解活性。实验结果表明,当TiO_2与Fe_3O_4的质量比为0.75、初始溶液p H为3.0时,茜素红去除率最高,光催化反应120 min后,茜素红去除率为100%。表征结果显示,Fe_3O_4-0.75TiO_2复合光催化剂不是核壳结构,而是Fe_3O_4和TiO_2的聚集体。Fe_3O_4-0.75TiO_2复合光催化剂重复使用5次后茜素红去除率几乎没有下降,活性稳定性极佳。     

四氨基酞菁钯/γ-Al_2O_3可见光催化降解罗丹明B

采用浸渍法制备了四氨基酞菁钯(PdTAPc)/γ-Al_2O_3负载型光催化剂,采用UV-Vis,FTIR,XRD,SEM技术对其进行了表征,并将其用于罗丹明B的可见光催化降解,考察了光催化剂加入量、溶液pH、H_2O_2加入量、反应温度对罗丹明B降解效果的影响,并对光催化剂的稳定性进行了测试。表征结果显示,PdTAPc以圆片状负载于γ-Al_2O_3上,二者的结构均未发生明显变化。实验结果表明:在光催化剂加入量1.6 g/L、溶液pH 7.0、H_2O_2加入量12 mmol/L、反应温度20℃的优化条件下反应120 min,罗丹明B(质量浓度0.05 g/L)的降解率高达95%;光催化剂具有较高的稳定性,使用4次后罗丹明B的降解率仍高于85%。     

Ru/γ-Al_2O_3和Ru/AC催化剂的制备及其对氨氧化反应的催化性能

分别以γ-Al_2O_3和活性炭(AC)为载体,采用浸渍法制备了Ru质量分数均为2.0%的Ru/γ-Al_2O_3和Ru/AC催化剂,并用X射线衍射仪和透射电子显微镜等方法对催化剂结构进行了表征.实验结果表明:Ru/AC中Ru沉积在AC表面,分散度较低;而Ru/γ-Al_2O_3中Ru进入到γ-Al_2O_3内部,形成了一种高度分散体系.Ru/γ-Al_2O_3对氨的催化活性高于Ru/AC,氨在Ru/γ-Al_2O_3和Ru/AC上的起活温度分别为200 ℃和266 ℃,T_(90)(氨去除率达90%时的反应温度)分别为267℃和320 ℃.随混合气体空速增大,Ru/γ-Al_2O_3催化剂的T_(90)逐渐升高,气体空速分别为3 600,4 800,5 400 h~(-1)时,T_(90)分别为235,266,303 ℃.随反应前混合气体中氨质量分数增加,氨的去除率降低.     

亚铁活化过硫酸钠氧化预处理电镀废水

针对电镀生产过程产生的难降解、高浓度的有机废水,采用Fe~(2+)活化过硫酸钠产生硫酸根自由基的高级氧化技术对其进行预处理。重点探讨了S_2O_8~(2-)投加量、n(Fe~(2+))∶n(S_2O_8~(2-))、废水pH等因素对有机物去除及废水可生化性的影响。实验结果表明,常温下,在S_2O_8~(2-)投加量为4.0 g/L、n(Fe~(2+))∶n(S_2O_8~(2-))为1.00、废水pH为7.0的条件下,废水的处理效果最佳,反应20 min后COD去除率可达70%,BOD_5/COD从原水的0.21升至0.40,废水的可生化性大幅提高,能够满足深度生化处理的要求。     

化学沉淀法预处理稀土精矿分解废水

采用化学沉淀法对稀土精矿分解废水进行预处理,实验结果表明,当pH9.0、n(M g2 )∶n(NH 4)∶n(PO34-)=3.5∶1∶1.5时,废水中NH3-N的质量浓度由8 370m g/L降为1 420m g/L,去除率为83%。为了不增加出水中PO34-污染物的浓度,向上层清液中加入相应量的CaC l2.2H2O。当n(Ca2 )∶n(PO34-)=9∶1时,完成沉淀反应,再调整上层清液的pH为10,搅拌后,上层清液中PO34-的质量浓度降为0.18m g/L。