活性炭负载TiO2催化臭氧氧化去除水中酚的研究

本文采用活性炭负载TiO2作催化剂对臭氧氧化去除含酚废水进行了研究．研究了不同的酚初始浓度、pH值及臭氧浓度对苯酚去除率的影响，获得了反应动力学常数．实验结果表明：苯酚初始浓度越小，去除率越高．在本实验条件下，向150mL苯酚溶液中通入浓度为3．48mg/L、流量为0．05m^3／h的臭氧化空气反应30min去除率即可达到99％以上。     

不同加热方式下催化氧化甲苯的性能研究

研究考察了微波单模腔、多模腔与传统电炉三种不同加热方式下甲苯的催化氧化性能,分析不同加热方式下进出口气体温度和固定床反应温度的变化,并对实验前后的Cu-Mn-Ce/TiO2-分子筛催化剂进行了扫描电镜、X射线衍射和比表面积等表征测试.研究表明,相同工艺条件下电炉加热、微波多模腔与单模腔加热对甲苯的去除效率分别为77%、83%和94%,对应的床层反应温度为265℃、215℃和145℃,微波加热的选择性、"热点效应"和偶极极化作用提高了甲苯的降解效率并降低其氧化温度和工艺处理能耗,微波单模腔内高的能量密度显著提高了甲苯的氧化效率并降低反应温度.催化剂表征发现,微波加热对催化剂结构与活性组分的分布几乎没有影响,而电炉加热则导致催化剂表面烧结与活性组分团聚,微波加热下催化剂更大的比表面积有利于甲苯的吸附与氧化降解.     

臭氧氧化法去除水中邻苯二甲酸二甲酯的初步研究

研究了水溶液中邻苯二甲酸二甲酯的臭氧氧化，考察了pH值、温度、臭氧用量等对反应的影响，结果表明：臭氧氧化使溶液的总有机碳（TOC）减少，并使紫外（UV）吸收大大降低，毛细管电泳（CE）分析证明有邻苯二甲酸的中间产物产生，采用Mn(Ⅱ）催化臭氧氧化，TOC去除率大大提高。     

催化臭氧氧化去除垃圾渗滤液中难降解有机物的研究

研究了Fe(Ⅱ),Mn(Ⅱ),Cu(Ⅱ)作用下,均相催化臭氧氧化去除垃圾渗滤液中高浓度的腐殖质.分析催化剂用量、溶液pH值对腐殖质催化臭氧氧化降解的影响.结果表明,与单纯臭氧氧化比较,催化臭氧氧化对UV254和色度去除率无明显改善,但可明显提高以TOC和CODCr表征的有机物去除率;当投加催化剂过量时,以TOC和CODCr表征的有机物去除率虽降低,但仍有促进作用.但Fe2 的过量投加将明显抑制UV254和色度的去除效果.在碱性条件下,催化臭氧氧化法具有更好的去除效果.三种催化剂催化效果为Cu(Ⅱ)＞Mn(Ⅱ)＞Fe(Ⅱ).采用Cu(Ⅱ)催化臭氧氧化处理实际渗滤液生化处理出水,对CODCr,色度和UV254都显示出较好的去除效果.     

腐植酸臭氧氧化和过氧化氢催化氧化处理特性比较

以TOC和UV254为指标,比较了不同条件下腐植酸的臭氧氧化和过氧化氢催化氧化效果,运用HPLC和热裂解-GC-MS分析考察了氧化前后有机物分子量分布和官能团构造的变化情况．研究结果表明：过氧化氢和臭氧单独作为氧化剂对水中TOC基本上没有去除作用,但均能导致水中UV254浓度的降低;在几种催化剂的作用下,过氧化氢对TOC和UV254的去除效果明显提高,其中以O3作为催化剂的效果最好,Fe^2＋次之,而Mn^2＋和Cu^2＋的催化效果较差;过氧化氢催化氧化和臭氧化均导致有机物分子量分布向小分子的方向转移,氧化后水中以羧酸、醇、胺、酯、醚、烷烃为代表的含氧基团和饱和构造基团明显增多;过氧化氢催化氧化和臭氧氧化均有助于改善混凝处理和活性炭吸附处理的效果．关键词腐植酸,臭氧,过氧化氢,催化氧化．     

制备方法对COxZr1-xO2催化剂结构和氧化甲苯性能的影响

采用沉淀法、水热法、热分解法和浸渍法制备了Co_xZr_(1-x)O_2催化剂,考察了制备方法对其结构及甲苯氧化性能的影响.通过TG、XRD、SEM、EDS和BET等方法表征了催化剂物化性质.结果表明,水热法制备的催化剂上钴物种和锆物种分散性好、颗粒均匀呈球形、比表面积大可达82.3 m~2·g~(-1)、孔结构发达,从而具有更好的催化氧化甲苯的性能,在空速20000 mL·(g·h)~(-1),浓度为0.1%时完全氧化甲苯的转化温度低至260℃.     

催化臭氧氧化降解罗丹明B的初步研究

研究了过渡金属硝酸盐及Al2O3为载体担载催化剂在罗丹明B臭氧氧化过程中的催化作用,考察了温度、pH值以及催化剂浓度等因素对反应的影响.结果表明,过渡金属离子可显著地提高罗丹明B的脱色速率,而担载型过渡金属氧化物催化剂活性较低.较低的pH值和反应温度有利于罗丹明B的催化臭氧化.罗丹明B溶液经过催化臭氧氧化后COD去除率可提高24%.     

五氯酚的臭氧催化氧化特性

通过五氯酚(PCP)的Fe2+/O3催化氧化实验研究了其臭氧催化氧化特性,结果表明,PCP在反应5 min后几乎可以完全分解,但是TOC在反应30 min后的去除率只有50%左右,说明PCP不能被彻底氧化分解.通过对Cl-浓度的分析可知,伴随着PCP的氧化分解,苯环上的Cl会逐渐从苯环上释放到溶液中,而紫外吸光度值随反应时间的变化说明了臭氧催化氧化可以使得PCP中的苯环打开,将含有不饱和键的有机物转变成饱和的有机物.GC-MS分析结果表明,PCP的臭氧催化氧化首先是苯环的脱氯过程,随着反应的进行,苯环被打开,形成酯、醛、酸、氯代烷等小分子物质,最后被分解成CO2和H2O.     

水溶液中17α-乙炔基雌二醇的臭氧氧化产物与反应历程

利用HPLC,GC/MS和量子化学软件Gaussian 98研究了水溶液中17α-乙炔基雌二醇(EE2)臭氧氧化的产物及反应历程.分析结果表明,水溶液中EE2的氧化产物为亲水性较大的小分子化合物,经臭氧氧化2min后的产物主要为羟基化EE2的醌类化合物,20min后的氧化产物主要为乙二酸、丙二酸等含有2-6个碳原子的小分子羧酸类物质.软件计算结果表明,EE2分子中C2原子的电荷密度比较高,发生羟基自由基加成反应生成羟基化产物,然后被氧化为醌类化合物,进一步的氧化使得EE2苯环和脂环发生开环反应,生成小分子羧酸.产物鉴定与量子化学软件计算的结果具有一致性,两者的结合较好地揭示了EE2臭氧氧化的反应历程.     

负载型分子筛催化剂对甲苯的催化性能

采用不同类型分子筛浸渍负载活性组分Ru制备Ru/M(M=β、MCM-41、Y、ZSM-5)催化剂,考察其对甲苯的催化性能,并通过XRD、BET、SEM、XPS、H₂-TPR、NH₃-TPD等表征,分析催化剂的孔道结构、酸性位等物化结构对催化活性的影响.结果发现以贵金属Ru为活性组分,Y为载体的催化剂催化性能最优,在300℃左右,甲苯基本完全降解,CO2选择性接近99%,几乎无副产物生成.由此说明,适宜的孔径尺寸、丰富的酸性位、较好的氧化还原性能和较大的比表面积能有效促进分子筛催化剂对甲苯的催化氧化.     

高分子聚合物去除臭氧和氨气性能的研究

臭氧(O₃)已成为我国环境空气质量首要污染物,控制O₃污染是我国“十四五”期间提高空气质量的重要举措。现阶段常用的O₃催化剂成本较高、制备工艺复杂。本文采用沉淀聚合法研制了一种高分子聚合物O₃催化剂,动态分解实验表明,其O₃分解效果要优于商品Mn催化剂。本文还对形成O₃的前体物NH₃进行了吸附实验。研究表明,未优化的二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)聚合物对NH₃的吸附量仅为0.30 mg/g。而EGDMA聚合物经酸优化后,对NH₃的吸附量大幅上升。经1 mol/L硫酸优化后,其对NH₃吸附量上升了275倍。本研究研制的高分子聚合物制备工艺简便、成本低,对O₃去除具有很好的应用前景。     

ZnO-MgO/Al2O3吸附-臭氧催化氧化处理难降解有机废水

以活性氧化铝为载体,采用浸渍法制备催化剂,对甲基橙及草酸模拟废水进行处理.在中性条件下,臭氧催化氧化比单独臭氧氧化能提前30 min使得甲基橙溶液褪色,反应105 min时,臭氧催化氧化对TOC的去除率高达96.53%,比单独使用臭氧氧化对甲基橙TOC去除率提高了47.19%,在处理草酸废水时臭氧催化氧化对TOC去除率高达80.59%,比单独使用臭氧氧化对草酸TOC去除率提高了59.14%.在处理甲基橙及草酸的小试实验中催化剂对有机污染物的吸附作用起到了加快反应进行的作用.在对垃圾渗滤液超滤出水时,O₃与COD质量比为1:1时,臭氧催化氧化对COD去除率为49.09%,比单独使用臭氧氧化提高36.37%,臭氧催化氧化对TOC的去除率是单独使用臭氧氧化的2.54倍,在处理垃圾渗滤液纳滤浓水时,臭氧催化氧化对COD去除率高达88.72%,比单独使用臭氧氧化提高37.60%,并且臭氧催化氧化对TOC的去除率是单独臭氧氧化的1.6倍.臭氧催化氧化反应过程中产生的羟基自由基对有机物更快的反应速率.     

污泥基活性炭表面官能团对其催化臭氧氧化活性的影响

对比考察了污泥基活性炭(SCAC)与3种商品活性炭表面官能团的种类、含量及其催化臭氧氧化去除对氯苯甲酸(p-CBA)效能的差异.同时采用(NH4)2S2O8和NaOH分别对SCAC表面进行酸、碱改性处理,探讨SCAC表面官能团对其催化臭氧氧化活性的影响.结果表明,SCAC表面酸性和碱性官能团含量均高于3种商品活性炭;SCAC和商品炭的加入对臭氧氧化去除p-CBA的效果均起到了促进作用,其中SCAC催化臭氧氧化效果最为明显.反应1.0 min时,p-CBA的去除率由单独臭氧氧化时的26.1%提高到60.2%.经(NH4)2S2O8和NaOH处理后,两种改性SCAC对p-CBA的催化氧化去除效果差异明显,NaOH改性后的SCAC表面碱性官能团丰富,其催化臭氧氧化去除p-CBA的效果得到加强,而经过(NH4)2S2O8改性的SCAC催化效果则有所下降.活性炭催化臭氧氧化反应Rct值([·OH]/[O3])计算结果进一步证明,SCAC表面的碱性官能团是其催化臭氧反应的主要活性位点,可以促进臭氧分子向·OH的转化.     

NO_2─SO_2─水稻─空气体系中臭氧生成的初步研究

在一定自然光照条件下，采用动态烟雾箱，模拟ＮＯ＿２—空气、ＮＯ＿２—ＳＯ＿２—空气、ＮＯ＿２—水稻—空气和ＮＯ＿２—ＳＯ＿２—水稻—空气４种体系中的光化学反应。得出不同起始浓度ＮＯ＿４在上述各体系中起光化学反应时生成的Ｏ－３稳态浓度。研究发现，在ＮＯ＿２—ＳＯ＿２—空气体系中Ｏ＿３稳态浓度比在ＮＯ＿２—空气体系中平均增加７％，比ＮＯ＿２—水稻体系中平均增加１４％。     

载体酸蚀预处理对CuMnCeOx/堇青石催化氧化甲苯性能的影响

为解决蜂窝堇青石载体比表面积小、活性组分难以负载等问题,采用硝酸酸蚀堇青石载体并负载金属氧化物,制备了Cu-Mn-Ce/堇青石催化剂.分析了不同酸蚀强度下催化剂对甲苯催化燃烧差异的原因,在40%wt硝酸溶液中、50℃下酸蚀4 h条件下得到的催化剂对甲苯的催化性能最佳,与其他催化剂相比,其表面平均孔径为38.31 nm并有更佳的孔隙率,且在12—14 nm处以及20—30 nm处有更佳的孔径分布,其上活性组分分布极为分散,具有更小的活性颗粒尺寸.在与未经酸蚀预处理催化剂的比较中发现,经酸蚀预处理的催化剂具有更大的比表面积和多样的氧化物晶体类型,更高的Cu/Mn比例(1.72∶1.26),其中Mn⁴⁺(31.1%)、Ce³⁺(27.5%)及Osur(50.9%)在其占比均高于未经酸蚀预处理催化剂.     

臭氧和基于臭氧的高级氧化工艺降解农药的研究进展

由于农药的环境持久性以及毒性,饮用水源中的农药微污染日益受到水处理行业的关注.在众多水处理工艺中,由于其高效氧化去除有机污染物及控制嗅味等特点,臭氧及其相关高级氧化技术的应用已日趋广泛.本文综述了这些氧化技术对多类代表性农药（包括有机氯、有机磷、氨基甲酸酯、氯乙酰胺和三嗪等）的降解效能,详细讨论了农药的降解效率、反应动...     

Fe(Mn)OOH催化臭氧氧化水中扑米酮和溶解性有机物(DOMs)

使用碱式共沉淀法成功制备Fe(Mn)OOH催化剂,并且证实Fe(Mn)OOH可以高效催化臭氧降解水中扑米酮(PMD)和溶解性有机物(DOMs).表征分析表明,Fe(Mn)OOH表现出α-FeOOH和MnFe_2O_4两相的特征晶相结构.在相同条件下,Fe(Mn)OOH催化臭氧体系比单独臭氧、MnFe_2O_4和FeOOH催化臭氧体系表现出更好的扑米酮降解效能.在20 min时,Fe(Mn)OOH催化臭氧体系可以降解去离子水中97.5%的扑米酮,并且在快速和慢速反应阶段的反应速率常数分别可达0.46044 min~(-1)和0.10723 min~(-1).结果还表明,初始扑米酮和臭氧浓度以及催化剂投量之间的配比关系可能对扑米酮的降解有重要影响.Fe(Mn)OOH催化体系遵循羟基自由基的反应机制,可能是通过促进臭氧快速分解产生大量的羟基自由基,进而提高了水中有机物的降解效能.此外,Fe(Mn)OOH还具有结构稳定,可重复利用性好的优势.     

微波催化氧化法处理垃圾渗滤液的正交试验

在微波辐射条件下,采用活性炭与Fenton试剂处理垃圾渗滤液,并通过正交试验考察了微波辐射时间、pH、活性炭用量、硫酸亚铁用量和H2O2用量对处理效果的影响.结果表明:pH对处理效果的影响最大,其次为活性炭用量、微波辐射时间、硫酸亚铁用量和H2O2用量;在100 mL水样中,最佳处理条件为活性炭2 g、H2O20.2 mL、硫酸亚铁0.834 g、pH 6、微波辐射时间10 min,垃圾渗滤液中的COD去除率达到75.36%.     

臭氧催化氧化含AOX染料废水的效能与风险评估

针对染料废水生物处理效率低、容易经氧化处理生成可吸附有机卤素(AOX)使得出水毒性升高等问题,采用臭氧(催化)氧化工艺处理难降解染料废水生物处理出水,考察工艺对染料废水的处理效能,并通过蛋白核小球藻和青海弧菌Q67评估不同工艺出水生物毒性。结果发现,MnO_x-GAC/O₃/H₂O₂工艺对总有机碳(TOC)去除效果最佳,去除率可达67.6%,较O₃工艺提高了39.8%;向O₃和O₃/H₂O₂体系加入MnO_x-GAC不利于去除卤代有机物,而向O₃和MnO_x-GAC/O₃体系加入H₂O₂能增强对卤代有机物去除效果。通过对物质定性分析,发现MnO_x-GAC/O₃和MnO_x-GAC/O₃