钛基金属氧化物电极的制备及性能

采用聚合物前驱体法制备了Ti/SnO2-Sb2O3电极,再通过恒电流电沉积法制备了Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2和Ti/SnO2-Sb2O3/MnO2电极。采用SEM技术对3种金属氧化物电极表面的形貌进行了表征,并分别以3种电极为阳极进行了苯酚的电催化氧化实验。实验结果表明:电解时间为2.5 h时,Ti/SnO2-Sb2O3电极、Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2电极和Ti/SnO2-Sb2O3/MnO2电极对苯酚的降解率分别为85.9%,83.2%,44.6%;苯酚在3种电极上的电催化氧化反应均遵循一级反应动力学方程;苯酚在Ti/SnO2-Sb2O3电极和Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2电极上的反应速率较快,并具有较高的析氧电位;Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2电极具有更好的耐腐蚀性和更长的使用寿命。     

PbO2电极的制备及电催化氧化降解水中间甲酚

以钛网为基体,锡锑氧化层为底层,采用电沉积法制备了不同的PbO₂电极,探索了制备条件对电极的影响。实验结果表明：在电流密度75 mA/cm²、电沉积温度85 ℃、电沉积时间30 min的条件下,制备的电极表面晶粒大小适中并呈现出较好的“金字塔”形貌和结晶度,具有最好的电催化氧化降解效果（间甲酚转化率85.65%、TOC去除率16.51%）和最低的能耗（0.97 kW·h/g,以TOC计）,并在重复降解实验中表现出较好的稳定性。自制PbO₂电极的各项指标均优于商品化PbO₂电极,且TOC去除率是商品化电极的2.9倍,而能耗仅为其1/3.6。     

SO42-/SnO2 -Fe2O3-硅藻土固体酸催化剂的制备及其对染料废水的催化处理

以硅藻土为载体,采用溶胶-凝胶法引入金属氧化物SnO₂和Fe₂O₃,制备了二元氧化物复合型SO₄^2-/SnO₂-Fe₂O₃-硅藻土固体酸催化剂。利用该催化剂与H₂O₂构成非均相类Fenton试剂氧化体系,催化H₂O₂产生氧化能力极强的·OH,用于处理实际翠蓝废水和模拟亚甲基蓝废水。催化剂的最佳制备条件为：H₂SO₄溶液的浓度3 mol/L,浸渍时间2.0 h,焙烧温度550 ℃,焙烧时间3.5 h,焙烧方式为随炉升降温。实验结果表明：采用在最佳工艺条件下制得的催化剂,处理实际翠蓝废水COD去除率可达79.5%、脱色率达99.6%;处理模拟亚甲基蓝废水COD去除率可达83.1%、脱色率达99.6%。     

氮掺杂碳负载Fe3O4活化过硫酸盐降解苯酚

以氮掺杂碳(NC)为前驱体，采用反向共沉淀法制备了Fe₃O₄/NC复合催化剂，通过SEM、TEM、FTIR等技术手段进行了表征，考察了该催化剂活化过二硫酸盐(PDS)降解苯酚的效果和影响因素。表征结果显示纳米Fe₃O₄成功负载至NC上。实验结果表明：Fe₃O₄/NC-PDS体系对苯酚具有良好的氧化降解效果，在苯酚溶液初始质量浓度20 mg/L、Fe₃O₄/NC加入量1.0 g/L、PDS加入量2.0 g/L、pH 7、反应温度25℃的条件下，反应120 min后，苯酚去除率达100%;Fe₃O₄/NC-PDS体系降解苯酚的途径包括自由基途径和非自由基途径两种方式，主要活性物种为¹O₂；在Fe₃O₄/NC-PDS降解苯酚过程中，苯酚的C—H键首先发生断裂，经过反位取代生成苯二酚，苯二酚...     

几种金属氧化物催化臭氧氧化降解p-CBA

选择Al₂O₃,TiO₂,MnO₂,Fe₃O₄ 4种金属氧化物对溶液中的对氯苯甲酸（p-CBA）进行催化臭氧氧化降解。催化剂的表征结果显示：TiO₂具有最大的比表面积,为93.84 m²/g,Al₂O₃的比表面积最低,仅为10.28 m²/g;MnO₂和Fe₃O₄表面含有大量强酸性位,故其等电点较低,分别为1.45和1.82。4种催化剂对p-CBA的吸附能力与其比表面积相关,而催化臭氧氧化活性高低却与其等电点的高低顺序一致。Al₂O₃具有最高的等电点（6.92）,也表现出相对较强的催化臭氧氧化活性。在臭氧通量6 mg/min、p-CBA初始质量浓度40 mg/L、Al₂O₃投加量0.5 g/L、反应时间40 min的条件下,p-CBA去除率达到58.6%,远高于单独臭氧化和吸附过程的去除率。     

Fe3O4-PTFE电极制备条件和双阴极电-Fenton反应条件的优化

制备了Fe₃O₄-聚四氟乙烯（PTFE）电极,优化了原料配比和焙烧温度。对比了Fe₃O₄-PTFE单阴极和Fe₃O₄-PTFE与乙炔碳黑-PTFE电极并联双阴极体系对模拟Rhb染料废水的处理效果。实验结果表明：在m（Fe₃O₄）∶m（PTFE）=3.0∶2.5、焙烧温度为300 ℃的条件下制备Fe₃O₄-PTFE电极,采用阴极电-Fenton法降解模拟Rhb废水的效果最佳,电解反应120 min时Rhb降解率达86.91%;Fe₃O₄-PTFE电极与乙炔碳黑-PTFE电极并联作为双阴极电解Rhb废水时,最佳电压为6 V,最佳初始废水pH为3,在此条件下电解反应120 min时Rhb降解率达91.65%。     

O3-H2O2氧化法处理印染废水

采用O₃-H₂O₂氧化法对印染废水进行氧化处理,比较了O₃氧化法和O₃-H₂O₂氧化法对印染废水的处理效果,考察了初始废水pH、H₂O₂加入量、O₃流量和反应时间对废水的色度去除率和COD去除率的影响。实验结果表明：O₃-H₂O₂氧化法对废水的COD和色度的去除效果比O₃氧化法更好;在初始废水pH为11、H₂O₂加入量为13mmol/L、O₃流量为6g/h、反应时间为60min的最佳工艺条件下,处理后废水COD为61.50mg/L,COD去除率为95.73%,废水色度为5倍,色度去除率为99.75%,TOC为37.84mg/L,TOC去除率为85.10%,BOD₅为22.76mg/L,BOD₅去除率为90.20%,BOD₅/COD为0.37。     

水热处理温度对TiO2/Al2O3膜催化剂光催化性能的影响

采用阳极氧化—水热处理法制备了TiO₂/Al₂O₃膜催化剂，研究了水热处理温度对该催化剂膜层TiO₂晶相转变和形貌特征的影响，并以甲基橙溶液为模拟染料废水，考察了TiO₂/Al₂O₃膜催化剂的光催化性能。表征结果显示：该催化剂的膜层具有规整的孔径分布；经水热处理后，该催化剂的比表面积明显增大，当处理温度高于300℃时，膜层出现结焦封孔现象。实验结果表明：采用TiO₂/Al₂O₃膜光催化降解甲基橙，在反应时间为120 min、反应温度为35℃、TiO₂/Al₂O₃用量为8.8 g/L、甲基橙溶液质量浓度为200 mg/L的条件下，甲基橙降解率为85.3%;TiO₂/Al₂O₃重复使用7次后，甲基橙降解率为74.2%，表现出良好的光催化性能。     

Fenton试剂氧化法处理染料结晶废母液

采用Fenton试剂氧化法处理分散橙、分散紫和分散蓝3种染料结晶废母液。研究了H₂O₂加入量、n（H₂O₂）#x02236;n（Fe²⁺）和废母液pH对COD去除率或TOC去除率的影响。对TOC去除反应分段进行了动力学方程拟合,并探讨了反应机理。实验得到的分散橙、分散紫和分散蓝的废母液处理工艺条件：H₂O₂加入量分别为264.4,352.9,441.2mmol/L;n（H₂O₂）#x02236;n（Fe²⁺）分别为20,10,20;废母液pH=3。3种废母液在0~20min和20~120min两个阶段的反应与二级动力学拟合方程的相关性最好。3种废母液经Fenton试剂氧化处理后,部分有机物降解为小分子有机酸,部分有机物完全矿化。     

废磷酸系刻蚀液制备电池级磷酸铁

以废磷酸系刻蚀液为原料、铁粉为铁源、H₂O₂为氧化剂，采用氧化沉淀法一步合成结晶态FePO₄。考察了铁磷摩尔比、反应温度、H₂O₂投加量、pH、煅烧温度对FePO₄制备的影响，利用XRD、SEM等手段表征了FePO₄的形貌和晶体结构。实验结果表明，在铁磷摩尔比1.000、反应温度90℃、n(H₂O₂)∶n(H₃PO₄)1.05、pH2.2～2.4、煅烧温度600℃的最佳工艺条件下，废刻蚀液中PO₄^3-、NO₃^-、醋酸的去除率分别为87.70%、87.42%和90.25%,FePO₄的产品转化率为77.99%，所制备的FePO₄晶体结构规则，结晶度高，粒径为2.0～6.0μm，铁、磷质量分数和杂质元素含量等指标均能满足《...     

PbO_2复合电极预处理甲苯二胺废水

通过涂覆—热分解法与电沉积法制备了β-PbO_2/α-PbO_2/SnO_2-Sb2O3/Ti复合电极(PbO_2复合电极),采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安法(CV)、线性极化法(LSV)和加速寿命试验对电极进行表征。将PbO_2复合电极用于处理甲苯二胺(TDA)废水,考察了电解质浓度、电流密度对TDA降解效果的影响。实验结果表明:α-PbO_2呈梭状,β-PbO_2呈花菜状,多层结构的PbO_2电极利于提高电极的稳定性和活性;PbO_2复合电极的析氧电位(1.9 V)明显高于TDA的氧化电位(1.28 V),其使用寿命长达486 d;在电流密度为60 m A/cm2、Na2SO4质量浓度为10 g/L、电解时间为240 min的条件下,对COD为4 791.74 mg/L、TDA质量浓度为486.4mg/L的废水进行处理,TDA去除率高达97.3%,COD去除率可达88.1%。     

纳米MnO_2/Fe_3O_4对镉离子的静态吸附

采用水热合成法将Mn O_2包覆于纳米Fe_3O_4的表面,制备出纳米Mn O_2/Fe_3O_4,并将其用于含镉溶液的吸附。考察了吸附效果的影响因素,并研究了纳米Mn O_2/Fe_3O_4的重复使用性能。实验结果表明:在初始镉离子质量浓度为10 mg/L、吸附剂投加量为4 g/L、吸附温度为20℃、溶液p H为6.0、吸附时间为12 h的条件下,镉离子去除率由使用纳米Fe_3O_4时的3%增至使用纳米Mn O_2/Fe_3O_4时的96%;在初始镉离子质量浓度为50 mg/L、纳米Mn O_2/Fe_3O_4投加量为4 g/L、吸附温度为20℃、溶液p H为6.0、吸附时间为1 h的条件下,镉离子去除率达78%,吸附量为9.7 mg/g;经5次重复使用后,纳米Mn O_2/Fe_3O_4对镉离子的去除率仅比首次使用时降低了10百分点,具有良好的重复使用性能。     

应曲面法优化H2O2催化氧化烟气脱硝工艺

研究了H₂O₂催化氧化烟气脱硝工艺中H₂O₂质量分数、催化剂浓度和溶液pH对脱硝率的影响,采用 Box-Behnken响应曲面法优化了H₂O₂脱硝的工艺条件,得到了相应的数学模型,并进行了方差分析。结果表明,溶液pH、催化剂浓度、H₂O₂质量分数以及催化剂浓度和H₂O₂质量分数的一级交互作用对脱硝率的影响很显著,模型的决定系数为0.995 3,说明模型拟合效果很好。经模型优化分析的最优工艺条件为H₂O₂质量分数0.2%,催化剂浓度0.94 mmol/L,溶液pH 11.0,在此条件下处理进口流量3.5 L/min、 NO体积分数 2×10^-4、O₂体积分数10%、N₂体积分数90%的烟气,液气比为8 L/m³,脱硝率达97%。     

紫外光协同CuO-TiO_2/Al_2O_3三维粒子电极电催化降解罗丹明B

自制了CuO-TiO_2/Al_2O_3粒子电极,对其进行了表征。在此基础上构建了紫外光协同三维粒子电极电催化体系降解水中的罗丹明B,考察了降解过程的影响因素、动力学及机理。表征结果显示,粒子电极具有良好的表面结构及有效催化成分。实验结果表明:在罗丹明B质量浓度20 mg/L、槽电压15 V、电流0.3 A、溶液pH 3.0、曝气量1.5 L/min、Fe~(2+)投加量0.5 mmol/L的条件下反应60 min,脱色率达96.29%;反应过程符合一级动力学方程,反应速率常数为0.060 mg/(L·min);紫外光的加入使溶液中H_2O_2的浓度降低约30%,促进了H_2O_2的分解。     

Mn/γ-Al2O3催化剂的制备及头孢合成废水的催化臭氧氧化法深度处理

对Mn/γ-Al₂O₃催化剂的制备条件及头孢合成废水的催化臭氧氧化法深度处理工艺条件进行了优化。实验结果表明：以Mn（NO₃）₂溶液为浸渍液,Mn/γ-Al₂O₃催化剂的最优制备条件为浸渍液浓度0.10 mol/L、浸渍时间9 h、焙烧温度400 ℃、焙烧时间2 h;在反应时间为30 min、废水pH为9.0、臭氧通量为4.6 mg/min、催化剂加入量为5 g/L的条件下,当进水COD、BOD₅、ρ（氨氮）和色度分别为220~250 mg/L,8~10 mg/L,10~12 mg/L和60~70倍时,出水COD、BOD₅、ρ（氨氮）和色度的平均去除率分别为53%,30%,33%和93%,出水水质满足GB 21904—2008《化学合成类制药工业水污染物排放标准》的要求。     

纳米Al_2O_3固定化红平红球菌菌球的制备及其对苯酚的降解

以海藻酸铝为主要包埋材料、纳米Al_2O_3为添加剂,包埋固定红平红球菌,制得纳米Al_2O_3固定化红平红球菌菌球,并将其用于苯酚的降解。表征结果显示:菌球内部包含丰富的菌丝体;内部孔径以中孔居多。实验结果表明:菌球的最优制备方案为0.05 g纳米Al_2O_3加入3 m L海藻酸钠溶液中、海藻酸钠质量分数6%、微生物包埋量0.5 m L/m L(以海藻酸钠溶液计)、Al_2(SO_4)_3质量分数3%;在初始苯酚质量浓度为400 mg/L、反应时间为24h、菌球加入量为8 g/L、反应p H为8.0、反应温度为30℃的条件下,菌球首次使用时可使苯酚完全降解,使用5次后的苯酚降解率仍达93%以上,具有良好的循环使用性。     

活性炭复合材料负载催化剂催化臭氧氧化处理石化废水

采用催化臭氧氧化深度处理某石化厂炼油废水,制备了活性炭复合材料负载催化剂(Fe_2O_3/ACNT),与几种常见负载催化剂进行了物性和COD去除效果的对比,并对Fe_2O_3/ACNT的催化效果和稳定性进行了详细分析。结果表明:催化剂的催化臭氧氧化活性由高到低的顺序为Fe_2O_3/ACNTFe_2O_3/活性炭Fe_2O_3/Al2O3Fe_2O_3/陶粒;Fe_2O_3/ACNT催化剂具有较高的比表面积、孔体积、强度和吸水率,使COD去除率由单独臭氧氧化时的约20%提高到66.8%。在催化剂填充量200 m L、废水pH 7.6、臭氧投加量200 mg/L、体积空速1 h~(-1)的条件下运行30d,COD去除率平均达65.1%,出水COD均值为40.8 mg/L,最高值为44.3 mg/L,满足外排水COD小于50 mg/L的指标。催化剂稳定性良好,运行30 d活性未见明显降低,具有在环保领域应用的前景。