室温Fenton反应过程H2O2有效利用率的影响因素研究

Fenton反应是H2O2在Fe^2＋催化作用下产生氧自由基并氧化污染物的高效方法。但影响Fenton反应过程H2O2分解及其有效利用率的因素是很多的,其中[Fe^2＋]要求控制在3mmol／L以上。酚类体系H2O2的有效利用率不受H2O2浓度变化的影响,但受初始COD的影响,一般表现为随COD的增加,H2O2有效利用率迅速增加。当初始COD一定时,H2O2浓度在600mg／L和1800mg／L时,一元酚与二元酚体系的H2O2有效利用率均出现了两个峰值,前者的峰值分别为11．83gCOD／gH2O2和12．99gCOD／gH2O2,后者的峰值分别为9．01和11．95gCOD／gH2O2。而醇类体系H2O2的有效利用率受H2O2浓度的影响较大,但与初始COD的关系不明显。当H2O2浓度低于300mg／L时,乙醇比对照体系H2O2的分解率高1-3％,而有效利用率仅为0．6gCOD／gH2O2;随H2O2用量的继续增加,其有效利用率趋于0gCOD／gH2O2。而二元醇体系H2O2有效利用率与其浓度间呈“倒U”型规律,H2O2低于300mg／L时,其有效利用率仅为1．25gCOD／gH2O2;H2O2浓度在300mg／L～900mg／L之间时,其有效利用率可达8．96gCOD／gH2O2;其后随着H2O2的增加,有效利用率迅速下降到与乙醇体系相当。在混合体系中,醇羟基和酚羟基所占比例对H2O2有效利用率也有显著的影响,当乙醇比例小于60％时,H2O2有效利用率稳定在13．0gCOD／gH2O2;随乙醇比例的增加,其对H2O2的分解抑制效应表现出剂量依赖关系,H2O2有效利用率也逐渐下降到近于0gCOD／gH2O2,说明这部分H2O2并没有得以有效地分解用于氧化废水中的COD,这在工程实践中应引起高度的重视。     

H2O2和NO互作调控SO2诱导的胡杨细胞死亡

二氧化硫(SO_2)是一种常见的大气污染物,目前关于SO_2对木本植物的毒害作用及相关机制并不清楚.本文以木本植物胡杨的愈伤细胞为材料,研究SO_2衍生物对胡杨细胞的致死效应,以及过氧化氢(H_2O_2)与一氧化氮(NO)在SO_2诱导胡杨细胞死亡中的信号调节作用.研究发现:SO_2衍生物处理(1~5 mmol·L-1)可诱发胡杨细胞死亡,且SO_2衍生物浓度越大、处理时间越长,细胞死亡率越高.2 mmol·L-1SO_2衍生物处理胡杨细胞后,胞内H_2O_2和NO水平显著升高,且H_2O_2水平的升高先于NO.一定浓度的外源H_2O_2或NO供体SNP能够提高SO_2胁迫下胡杨细胞的死亡率;而使用H_2O_2清除剂CAT和ASA、NO清除剂c PTIO、NO合成抑制剂钨酸钠后,SO_2诱导的细胞死亡率明显降低.进一步实验发现,外源H_2O_2可以提高SO_2胁迫下胡杨细胞的硝酸还原酶(NR)活性,促进胞内NO产生;而利用CAT和ASA清除H_2O_2后,细胞NR活性和NO产生均受到明显抑制.此外,SO_2胁迫下,外源SNP能够抑制抗氧化酶(CAT和APX)活性,增加胡杨细胞内的H_2O_2水平,而一定浓度的c PTIO和钨酸钠均可提高CAT和APX活性,降低胞内H_2O_2水平.结果表明:SO_2胁迫下,胡杨细胞快速产生的H_2O_2能够激活硝酸还原酶活性,促进NO生成,同时NO能够通过抑制抗氧化酶活性而提高H_2O_2水平.H_2O_2与NO互作调控SO_2诱导的胡杨细胞死亡.     

Fenton去除废水中甲基多巴的机制及动力学

采用Fenton试剂处理甲基多巴废水的实验结果表明, Fenton试剂能有效地去除甲基多巴及其降解产物引起的COD.不同的Fe2 ﹕H2O2,(摩尔比)下甲基多巴的Fenton反应机理有显著的差异,在高Fe 2﹕H2O2(≥2)时,反应机制是H2O2促进Fe2 的絮凝作用;在中Fe2 ﹕H2O2(=1)时,反应机制是兼有氧化和絮凝沉淀作用;在低Fe2 ﹕H2O2(≤0.2)时,反应机制是氧化作用,包括Fe2 催化H2O2氧化和Fe4 aq高价水合铁直接络合去除.针对低Fe2 ﹕H2O2(≤0.2)时甲基多巴的Fenton反应机制,建立了相应的动力学模型.模型值与实验值吻合良好,误差<10%,说明该反应动力学模型能较好地描述甲基多巴的Fenton去除过程.     

2,4-二硝基酚的超声波及协同降解研究

以 2 ,4 二硝基酚为研究对象 ,探讨了超声功率、氧化剂H2 O2 与Fenton试剂等因素对其超声降解效率的影响 .2 ,4 二硝基酚在超声波 (US)、US H2 O2 和US Fe2 H2 O2 体系中的降解均符合一级反应动力学模式 .超声波和Fe2 H2 O2 体系在 2 ,4 二硝基酚的降解过程中存在着协同效应 ,而在Cu2 H2 O2 和超声波体系中未观察到相似的协同效应 .     

Hg2+，Ni2+和Cu2+对嗜热四膜虫的急性及联合毒性效应

采用混合毒性指数法,研究了重金属离子Hg2 ,Ni2 和Cu2 对嗜热四膜虫(Tetrahymena thermophila)BF5的急性及联合毒性效应.急性毒性效应研究表明:Hg2 ,Ni2 和Cu2 对嗜热四膜虫的毒性大小为Hg2 >Ni2 >Cu2 ,且3种重金属离子的,IC50值随时间的延长而变小.联合毒性效应研究表明:Hg2 与Cu2 ,Hg2 与Ni2 ,以及Hg2 ,Ni2 和Cu2 三者共存.在毒性比为1:1时,表现为先相加后协同作用;Hg2 与Cu2 在浓度比为1:1时,表现为先拮抗后相加作用;Hg2 与Ni2 在浓度比为1:1时,表现为先拮抗后独立作用;Ni2 与Cu2 在毒性比为1:1时,表现为协同作用.在浓度比为1:I时表现为相加作用;Hg2 ,Ni2 和Cu2 三者共存,在浓度比为1:1时,表现为拮抗作用.     

重金属在松花江沉积物中的竞争吸附行为及pH的影响

研究了复合污染的重金属体系(多元体系)中松花江沉积物吸附Hg2+,Cu2+,Pb2+,Zn2+和Cd2+的热力学和动力学特征,以及pH对重金属吸附量的影响. 结果表明:Langmuir吸附等温线可以很好地描述多元体系中沉积物吸附重金属的热力学过程,沉积物吸附5种重金属离子能力的顺序为Hg2+>Cu2+>Pb2+>>Zn2+> Cd2+. 在相同的条件下,与单一体系相比,多元体系中Pb2+,Zn2+和Cd2+吸附量减小的程度远远大于Hg2+和Cu2+,Pb2+,Zn2+和Cd2+的吸附量分别减少了31.9%,32.1%和68.1%. 一级动力学方程和Langmuir动力学方程可以较好地描述沉积物吸附Hg2+,Cu2+,Pb2+,Zn2+和Cd2+的动力学过程. 沉积物对5种重金属的吸附速率为Cd2+>Zn2+>Pb2+>Cu2+>Hg2+. 沉积物对Cu2+,Pb2+,Zn2+和Cd2+的吸附能力随pH的降低而减小,pH的降低造成锰氧化物的溶解,可能在一定程度上影响沉积物对重金属的吸附能力.      

Cu~(2+)/吡啶/H_2O_2对直接大红4BE的快速脱色研究

为了明确影响Cu2+/吡啶/H2O2对模拟染料(DR4BE)废水脱色的主要因素,采用动力学分析、正交和Box-Behnken实验设计研究了不同溶液pH、Cu2+、吡啶、H2O2浓度及Cu2+、吡啶和H2O2组合对初始脱色速率常数和最终脱色率的影响.同时,采用自由基抑制、H2O2催化分解实验探索了Cu2+/吡啶/H2O2对染料的脱色机理.结果发现,Cu2+/吡啶/H2O2能有效使DR4BE快速脱色,脱色效率远高于Cu2+/H2O2;pH是影响初始脱色速率最重要的因素,吡啶、Cu2+及pH是影响最终脱色率最重要的因素;溶液pH在7.0左右时有利于该脱色过程的快速进行.Cu2+与吡啶的交互作用相对较强,吡啶、Cu2+与H2O2的交互作用相对较弱.羟基自由基氧化是Cu2+/吡啶/H2O2对染料DR4BE初始快速脱色的主要机理.研究结果还表明,Cu2+/吡啶/H2O2体系可用于中性条件下染料废水的快速脱色处理.     

过硫酸钾氧化-紫外光度法测定总氮方法的改进

过硫酸钾氧化紫外光度法测定总氮的空白吸光度高的主要原因是:K2S2O8在220nm波长上有特征吸收,适当降低K2S2O8、NaOH的用量,延长消解时间,使用二次蒸馏水,用低浓度亚砷酸钠溶液,还原消解后剩余的极少量的K2S2O8,可以降低空白吸光度.K2S2O8-NaOH碱溶液不稳定,使用期短,三天后氧化能力迅速降低,原因是:K2S2O8溶液中,加入NaOH,加速了K2S2O8的分解.K2S2O8和NaOH分别配制,并在K2S2O8溶液中,加入少量HCl,抑制其水解.两种溶液可使用丰年以上时间.     

GAC/H2O2/UV降解二级出水中溶解性有机物

颗粒活性炭(GAC)既可以作为吸附剂,又能作为催化剂。研究利用GAC、过氧化氢(H2O)2、紫外(UV)三者联合深度处理二级出水。采用连续流反应器,对比了GAC/H2O2/UV联合体系与GAC、UV、H2O2、GAC/UV、GAC/H2O2、UV/H2O2条件下溶解性有机物的降解效果,并重点探讨GAC对H2O2的催化作用、UV对H2O2的分解作用在联合体系中的贡献。结果表明,GAC/H2O2/UV联合连续降解效果明显高于其它条件下的降解效果;停留时间越长,降解率越高;虽GAC可催化H2O2,但UV/H2O2在联合体系中起关键作用;GAC/H2O2/UV联合体系能减少出水中H2O2的剩余量。     

重金属与富里酸的竞争络合作用对其在多孔介质中运移的影响

为了研究在土壤地下水环境中运移时,多种重金属在可溶性有机质上的竞争络合作用,于阜新彰武采集草炭土并提取富里酸(FA),通过柱实验,分析了重金属与FA在多孔介质(石英砂柱)中共同运移时,FA对重金属Zn~(2+)、Cd~(2+)和Pb~(2+)运移的促进或抑制作用,以及这些重金属在FA上的竞争作用。结果表明,FA与单一组分重金属(Zn~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+))在多孔介质中共同运移时,运移能力大小排序为Zn~(2+)Cd~(2+)Pb~(2+);与两组分重金属(Zn~(2+)+Pb~(2+)、Zn~(2+)+Cd~(2+)、Pb~(2+)+Cd~(2+))共同运移时,Zn~(2+)会抑制Pb~(2+)和Cd~(2+)的运移,Cd~(2+)会抑制Zn~(2+)和Pb~(2+)的运移,Pb~(2+)会促进Zn~(2+)和Cd~(2+)的运移;与三组分重金属(Zn~(2+)+Pb~(2+)+Cd~(2+))共同运移时,竞争运移的能力大小为Zn~(2+)Cd~(2+)Pb~(2+)。     

UV体系中3种微量类固醇雌激素的竞争降解及同趋转化

采用UV体系(UV、UV/H2O2和UV/H2O2/TiO2)降解水中同时存在的3种微量类固醇雌激素雌酮(E1)、17-β雌二醇(E2)和17-α乙炔基雌二醇(EE2),结果表明,降解过程均符合一级反应动力学,通过不同UV系统对比发现,关键因素对混合污染降解的影响顺序为H2O2>光强>TiO2.E1光解特性良好,在混合基质中可优势降解;E2和EE2直接光解效果较差,优劣顺序受到光强的影响,光强升高EE2略占优势.H2O2和催化剂TiO2的投加可提高3种物质的降解效果及降解速率常数,但竞争条件下E2和EE2的去除率提高有限.E1,E2和EE2的光化学降解过程具有相似的转化趋势,均可生成与E1结构类似的副产物.     

内蒙古草原典型草地异戊二烯的排放特征

为准确了解内蒙古草原典型草地异戊二烯的排放状况 ,在 2 0 0 2和 2 0 0 3年观测实验的基础上 ,利用已有的经验模式和观测资料 ,计算了羊草样地 2 0 0 2和 2 0 0 3年生长季节异戊二烯的排放通量 .结果表明 :2 0 0 2和 2 0 0 3年异戊二烯排放具有明显的日、逐日、月、年变化 ,其排放通量首先依赖于可见光辐射 ,其次是温度 .2 0 0 2和 2 0 0 3年生长季羊草样地异戊二烯总排放 (以C计 )分别为 1 10 ,1 0 0g·m- 2 ,2 0 0 3年比 2 0 0 2年减少9 0 % .此现象主要是由于 2 0 0 3年可见光辐射减弱和气温降低造成的 .2 0 0 2和 2 0 0 3年生长季排放通量的最大值 (以C计 )分别为 2 3 3 2 0和193 3 8μg·m- 2 ·h- 1 ,当可见光辐射小时累计值小于 0 4MJ·m- 2 时 ,异戊二烯的排放通量一般为零     

PbO2/TiO2-NT/Ti电极的制备及电催化性能研究

采用阳极氧化法制备了TiO_2纳米管(TiO_2-NT),研究了阳极氧化时间对TiO_2-NT形貌与结构的影响.结果表明,氧化时间为180 min时,TiO_2-NT排列紧密,管口形状接近圆形,管径为93 nm左右.以TiO_2-NT为底层采用电沉积法制备PbO_2/TiO_2-NT/Ti电极,PbO_2/TiO_2-NT/Ti电极与传统PbO_2/SnO_2-Sb2O3/Ti电极形貌、结构、电化学性能、使用寿命对比分析结果表明,与PbO_2/SnO_2-Sb2O3/Ti电极相比,PbO_2/TiO_2-NT/Ti电极具有较小的晶粒尺寸、较高的催化氧化活性和较长的使用寿命.     

金属离子对蒽、菲、芘生物降解过程的影响

对驯化筛选的多环芳烃(PAHs)高效降解菌CN4与CN2进行了深入研究,澄清了金属离子对其降解多环芳烃的作用,得出结论:对于CN2、CN4降解菌,Mn2+与常量Ca2+、Mg2+同时存在于降解体系中时,对蒽和菲降解起到明显促进作用。Cu2+和常量元素Ca2+、Mg2+混合对菲降解也起到促进作用,但没有Mn2+的促进作用明显。不加任何常量和微量金属元素离子的体系对蒽、菲、芘的降解作用仅次于含Mn2+的降解体系,加入Cu2+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、Zn2+对CN2降解蒽、芘产生抑制作用,加入Ca2+、Mg2+、Fe2+、Zn2+对CN2降解菲产生促进作用。Mn2+主要是在降解过程中发挥作用的,外加不同浓度的Mn2+制备的菌悬液,对芘的降解作用基本没有差别。在制备菌悬液时加入Mn2+,菌体对Mn2+有富集作用,但Mn2+的存在与否并不影响菌体的生长繁殖状况。降解体系中加入Mn2+能够有效促进降解过程的进行,加入0.5 mmol/L的Mn2+对CN4菌株降解芘的促进作用最大,而在降解体系中一次性加入5.0 mmol/L的Mn2+则会对降解产生抑制作用。     

锅炉酸洗中亚硝酸钠废液的处理

锅炉酸洗后为了使金属表面形成良好的保护膜,目前仍普遍采用亚硝酸钠溶液进行钝化处理。对钝化后的亚硝酸钠废液的无害化处理,可以采用酸性尿素法: NaNO_2 HCl=HNO_2 NaCl 2HNO_2 CO(NH_2)_2=2N_2↑ CO_2t 3H_2O 可惜上述的中间产物HNO_2是一种相当不稳定的化合物,它只能存在于温度不很高的稀溶液中,否则就会发生分解: 2HNO_2=NO↑ NO_2↑ H_2O 事实上据许多试验报道,即使在小型试验中让稀酸缓缓地滴入试液内,也很难控制HNO_2完全不发生分解,在现场的大量处理时就更是如此。     

活性炭催化双氧水氧化处理分散橙结晶废母液

采用Fe2+/H2O2、活性炭(AC)/H2O2和AC/H2O2/Fe2+三种氧化体系对高浓度、高酸度和高盐分的分散橙结晶废母液进行处理,探讨了H2O2投加量、n(H2O2)/n(Fe2+)比值和初始pH对TOC去除率影响,比较三种氧化体系对TOC和色度的去除效果。结果表明:AC/H2O2/Fe2+氧化体系对TOC去除率最高,AC/H2O2氧化体系对色度去除率最高。即使在强酸环境中下,AC对H2O2仍然具有较高的催化活性,并可多次重复利用。AC/H2O2氧化体系为分散橙结晶废母液处理及资源化利用提供了新途径。     

油田采出水中萘和芴的紫外光催化和·OH氧化降解过程影响因素与条件优化分析

在UV/H2O2和UV/Ti O2/H2O2两大氧化体系中,利用·OH的氧化原理,研究了不同影响因素(UV波长、p H、H2O2)对油田采出水中多环芳烃萘和芴降解效率的影响,找出处理萘和芴的最佳优化条件和组合。对萘和芴而言,UV/H2O2体系下双氧水的最佳条件分别为0.001,0.1 mol,UV/Ti O2/H2O2的优化组合是UVC,p H=8.5,O3=10g/L。实验结果表明:与UV/H2O2相比,UV/Ti O2/H2O2对油田采出水中的多环芳烃萘和芴的降解效果好。     

基于ZrO2/TiO2催化H2O2氧化低温脱硝的实验研究

以纳米TiO_2为载体,采用等体积浸渍法掺杂过渡金属氧化物ZrO_2进行改性,制备了一系列ZrO_2/TiO_2催化剂,以催化H_2O_2低温氧化NO脱硝,并采用X射线衍射(XRD)、H_2程序升温还原(H_2-TPR)、O_2程序升温氧化(O_2-TPO)、X射线光电子能谱(XPS)及电子顺磁共振(EPR)等表征分析探究了影响H_2O_2脱硝活性的因素.表征结果表明ZrO_2的负载量会影响催化剂中晶格氧的含量,晶格氧相对含量的增加有利于氧化还原反应中的电子传递,这是促进H_2O_2活化分解的关键.在微观表征的基础上,通过实验研究筛选获得了催化剂的最佳ZrO_2负载量,同时对比考察了非催化和纳米TiO_2催化作用下的H_2O_2氧化低温脱硝性能;针对获取的最优催化剂,进一步考察了不同烟气工况对催化剂活性的影响.实验结果表明,ZrO_2/TiO_2催化剂能有效促进H_2O_2的活化分解实现低温脱硝,且ZrO_2负载量为4%(质量分数)时,催化活性最高;在烟温为160℃、[H_2O_2]/[NO]物质的量比为2及空速为30000 h~(-1)时,NO转化率最高可达81%.     

在氧化和还原氛围下脉冲电晕法降解二硫化碳废气

采用线-筒式脉冲电晕反应器对二硫化碳(CS2)模拟废气的去除效果进行了实验研究.实验以氩气为载气,考察了氧气和氢气对CS2去除效果的影响.结果表明CS2的去除率随脉冲电压升高而增大;氧气能够促进CS2的氧化分解,CS2去除率可达97%;有氧气存在时,CS2的最终氧化分解产物为CO、CO2、COS和SO2;当添加氢气时,反应产物主要为H2S和CH4.当反应器内筒表面加Ca(OH)2吸收剂时,CS2去除率有小幅度提高,同时气体产物中未检测到SO2和H2S,表明CS2的分解产物SO2和H2S气体被反应器中的Ca(OH)2吸收.实验还发现水汽的存在不利于CS2的氧化分解     

TiO2-Fe3+可见光催化H2O2降解阿特拉津的协同效应

以内分泌干扰物阿特拉津为模型污染物,研究了TiO2-Fe3+可见光催化H2O2降解阿特拉津的协同效应.结果表明,在H2O2存在条件下,金红石TiO2经可见光激发可持续稳定地产生.OH自由基,在Fe3+协同作用下,.OH自由基生成量急剧增加;TiO2能可见光催化H2O2降解阿特拉津,金红石TiO2显示出较锐钛矿TiO2及混晶TiO2(TiO2P25)更高的催化活性,反应60 min,阿特拉津的降解率可达40%;以Fe3+协同TiO2可见光催化H2O2降解阿特拉津时,反应效率显著加快,反应5 min即对阿特拉津的降解率达到100%,而金红石TiO2显示出更为明显的协同效应.