水泥固定TiO2光催化降解苯酚水溶液的研究

以高压汞灯为光源。研究水泥固定TiO2在光反应器内光催化降解苯酚水溶液。通过正交试验，探讨了TiO2含量、初始溶液pH值，流速以及Fe3 浓度对光催化的影响。试验结果表明，在该固定床光催化反应器内，载体型TiO2对苯酚水溶液有明显的光解作用，最高光降率可以达到80％以上。在此基础上，提出了较为合理的处理工艺参数。另外，负载型光催化剂光照使用70h后，未见有TiO2脱落，且光催化活性无明显变化。这为制备负载型TiO2光催化剂提供了新的途径。     

苯酚强降解菌的筛选及温度对降解的影响

以江油市某以石油为原料生产甲醇的甲醇厂污水处理站污泥和分析纯苯酚为原料,通过富集培养,涂布平板法(Spread plate method)和平板划线法(Streak plate method)进行菌株分离,并采用不断加大苯酚质量浓度的方法对PD2菌株置于34 ℃、150 r/min的摇床上进行振荡驯化培养,得到以苯酚为唯一碳源,能降解高酚浓度的优势降酚菌.PD2菌株经过6代驯化后的试验表明: 该菌58 h对质量浓度为1 100 mg/L苯酚的降解率达98.6%,58 h对质量浓度为1 400 mg/L苯酚的降解率达94.3%,60 h对质量浓度为2 200 mg/L苯酚的降解率达83.6%.说明一定范围内提高苯酚的质量浓度可以提高PD2菌株降解苯酚的酶的活性.在不同温度下观察菌株的生长及对苯酚的降解情况,结果表明,该菌最佳降解苯酚温度为34 ℃.     

Cu-ZnO/膨润土的制备及光催化降解甲基橙废水性能

以溶胶-凝胶法制备了Cu-Zn O/膨润土复合光催化剂,用XRD和FTIR对其结构进行了表征。以光催化降解甲基橙为探针反应,研究了焙烧温度、催化剂用量、反应时间、溶液p H值及光照条件等因素对光催化反应性能的影响。结果表明,在Cu-Zn O/膨润土中,Zn O主要为六方晶系结构,掺杂的Cu2+可能进入Zn O晶格取代了部分Zn2+,Zn O中的部分Zn2+进入了膨润土层间,置换出了部分Al3+,实现了与膨润土的复合。其中,550℃焙烧的Cu-Zn O/膨润土光催化性能最好,当催化剂投加量为1.5 g/L、紫外光照120 min、溶液p H值为6时,该催化剂对20 mg/L甲基橙的降解率高达99.25%。Cu的掺入拓宽了Zn O光谱响应范围,使得该催化剂在可见光或太阳光照下也表现出优良的光催化活性。此外,该催化剂沉降性好,易于回收,且再生回用5次后仍保持良好的光催化活性。     

活性炭负载TiO2光催化剂的制备及光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/活性炭(TiO2/AC)复合光催化剂,并考察载体粒度、浸渍时间、煅烧温度对其光催化降解腐殖酸性能的影响,确定了最佳条件.利用XRD(X射线衍射)、氮吸附等手段对复合催化剂的物理特性进行了表征;探讨了催化剂投加量、重复使用次数等因素对光催化降解腐殖酸反应的影响.结果表明:试验制备的TiO2/AC复合催化剂具有大的比表面积,纳米TiO2晶粒为锐钛矿型且尺寸较小;催化剂投加量为2 g/L、反应3 h,可去除腐殖酸溶液的UV254值96%,具有比简单悬浮体系更高的光催化性能.     

光催化降解炸药废水研究进展

炸药废水是一类含有多种有机污染物的废水,其处理方法有物理法、化学法和生物法.光催化法是一种理想的治理环境污染的化学方法,可在常温常压下进行,操作条件易控制,可以利用太阳能作为光源驱动反应,具有传统废水处理方法无法比拟的优势.本文根据光催化剂的类别,对国内外光催化降解炸药废水的研究进行综述,分析了各类的特点以及光催化法存在的不足.通过讨论,提出寻找高催化活性的新型光催化剂、扩大催化剂的光响应范围、与其他方法联用将是光催化法降解炸药废水的发展趋势.     

空化水射流-双氧水联合降解苯酚反应动力学

空化水射流-双氧水协同降解酚类污染物在废水处理领域有很广泛的应用前景,但动力学方面的研究较少.为此,研究了空化水射流-双氧水联合降解苯酚的反应动力学.结果表明:当苯酚初始质量浓度为100 mg/L、溶液pH值为3.0、双氧水质量浓度为300 mg/L时,苯酚在空化水射流、双氧水和空化水射流-双氧水3种方法处理下,去除率分别为17％、21％、99.8％,且3种反应均符合表观一级反应动力学,表观反应速率常数分别为2.05×10-5 s-1、2.48×10-5 s-1、174.1×10-5 s-1,空化水射流与双氧水的协同效应使表观速率常数提高了38.4倍,表明空化水射流和双氧水联合处理工艺具有良好的协同效应;建立并求解了空化水射流-双氧水协同降解苯酚的动力学模型,得出了苯酚降解的反应动力学方程,经验证相关系数在0.98以上.     

改性凹凸棒黏土的合成及光催化降解盐酸四环素的研究

将具有光催化潜力的金属元素Ti、Zn、Ni引入凹凸棒黏土(ATPs)结构中,采用浸渍法制备了一系列不同配比的Ti-ATPs,Zn/Ti-ATPs及Ni/Ti-ATPs光催化材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UVVis)等方法对改性ATPs的结构、形貌和组成进行了表征。以氙灯(250~800 nm)为光源,用制备的材料作为光催化剂,进行降解盐酸四环素的试验,考察了Ti的单一加入及双金属(Zn/Ti、Ni/Ti)加入对ATPs的光催化改性效果。结果表明,Zn/Ti物质的量比为3∶1、400℃煅烧条件下制备的Zn/Ti-ATPs具有良好的光催化性能,在可见光照射120 min时,20 mg Zn/Ti-ATPs对20 mg/L盐酸四环素的光催化降解率可达94.64%,并且性能稳定。而同样方法制备的Ni/TiATPs没有光催化性能,表明并不是所有具有光催化性能的氧化物都能通过浸渍法对ATPs进行改性。     

UV-Fenton 体系氧化降解苯酚废水反应动力学研究

利用UV-Fenton高级氧化技术对苯酚废水进行了处理研究.通过半衰期法对苯酚的反应级数进行了探讨,确定其在UV-Fenton体系降解过程中的表观反应级数为3/2,并初步建立了苯酚UV-Fenton降解的动力学模型,并从反应速率系数着手探讨了污染物初始浓度、双氧水加入量、亚铁离子浓度及pH值对反应降解速率的影响.     

复合催化剂H4SiW12O40/TiO2的制备及其光催化降解TNT研究

采用溶胶-凝胶与溶剂热相结合的方法制备了一系列介孔复合光催化剂H_4SiW_(12)O_(40)/TiO_2。通过X射线粉末衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和N2吸附-脱附等检测技术对复合催化剂的组成结构、光学吸收特性及比表面积、孔径和孔容进行了表征。X射线粉末衍射分析表明,所制备的催化剂均为典型的锐钛矿晶型。紫外漫反射吸收光谱表明,与纯TiO_2相比,复合催化剂的吸收波长发生了明显红移,一定程度上拓宽了催化剂的光响应范围。N2吸附-脱附结果表明,与TiO_2相比,所制备的复合催化剂的孔径和有序性大幅度提高,粒子的聚集度明显降低。以炸药废水中典型有机污染物三硝基甲苯(TNT)为目标化合物,对所制备的复合催化剂的光催化活性进行了研究。结果表明,H4Si W_(12)O_(40)/TiO_2经修饰改性后,TNT废水中的COD降解率由70.22%提高至95.97%,反应半衰期由4.968 8 h降至1.916 4 h。     

钛酸纳米管的光催化性能研究

以Ti0_2(Degussa P25)和NaOH为原料,采用水热法制备钛酸纳米管.以亚甲基蓝溶液(Methylene Blue,简称MB)为模型污染物,研究水热反应条件对所制钛酸纳米管光催化性能的影响,以及钛酸纳米管加入量、溶液pH值和MB初始浓度等光催化反应条件对钛酸纳米管光催化性能的影响.研究表明:水热反应温度为150℃,反应时间为48 h制得的钛酸纳米管对MB的光催化效率最高;钛酸纳米管的加入量、溶液pH值和MB初始浓度等光催化反应条件对钛酸纳米管的光催化性能有较大影响.     

TiO2对有机磷农药乐果光催化降解的影响

以TiO2作为光催化氧化剂降解有机磷农药乐果,用磷钼蓝分光光度法测定降解后乐果溶液中的磷酸根浓度.研究有机磷农药乐果在不同时间、温度和TiO2质量浓度条件下的降解.不同温度下,向质量浓度为100 mg/L的乐果中加入不同质量浓度的TiO2光催化剂(调至pH=7.0),测定乐果的降解量.结果表明,乐果降解的适宜时间为6 h,适宜TiO2质量浓度为1 000 mg/L,适宜降解温度为30 ℃.本文为TiO2对乐果光催化降解影响的进一步研究提供了参考.     

多金属氧酸盐在染料废水光催化降解中的应用

从均相、固体不溶性和负载型复合光催化剂以及降解机理等方面综述了国内外多金属氧酸盐光催化降解染料废水的研究概况,重点探讨负载型尤其是以半导体氧化物为载体的复合材料的研究进展.讨论了当前研究存在的不足和有待解决的问题,并提出今后发展的方向.     

Bi与rGO共修饰SnO2光催化高效降解TCH和染料研究

通过简单水热法制备新型铋金属(Bi)与还原氧化石墨烯(r GO)共修饰SnO2三元光催化剂,并采用多种手段对其进行表征。以亚甲基蓝(MB)和四环素(TCH)为目标污染物,考察三元材料对污染物的光催化降解性能。结果表明,在可见光条件下,复合光催化材料对四环素去除率为94. 1%(60 min),对亚甲基蓝去除率为75. 5%(120 min),降解效果显著好于纯SnO2与二元催化剂Bi-SnO2。光致发光光谱(PL)、瞬态光电流响应和电化学阻抗谱(EIS)结果表明,复合材料中电子转移及分离效率的提升显著提高了自由基的产生及光催化效率。阐述了铋金属、还原氧化石墨烯和二氧化锡中间的协同效应,并基于自由基掩蔽试验和电子自旋共振谱(ESR)提出了光催化机制。     

褐煤对苯酚的吸附性能及机制研究

酚类废水是一种有毒且排放量较大的有机废水,排放之前必须进行有效处理。以污染物苯酚为研究对象,褐煤为吸附剂,基于实验室小试,在正交试验的指导下,采用振荡平衡法研究了褐煤对苯酚的吸附效果,确定了褐煤用量、振荡吸附时间、温度、pH值对苯酚模拟废水吸附效果的影响。结果表明:在褐煤用量为10 g、振荡时间为1.5 h、温度为25℃、pH值为6的条件下,对100 mL质量浓度为100 mg/L的苯酚模拟废水处理效果最佳,苯酚的去除率可达70.86%。在最佳吸附条件下,一方面结合吸附苯酚前后褐煤比表面积及孔隙结构的变化进行分析,另一方面利用FT-IR对褐煤吸附苯酚前后表面官能团的变化进行了对比分析。褐煤内部孔隙发达,存在多类孔,以50 A以下的孔居多数,表明其微孔结构较复杂,且吸附行为致使孔隙面积缩小至近1/3,微孔减少明显,表明微孔对吸附过程影响很大;褐煤表面含有丰富的含氧官能团,为吸附苯酚提供了条件,在吸附苯酚的过程中物理吸附与化学吸附同时存在,褐煤主要表面宫能团—COOH、酚羟基及苯环结构骨架在化学吸附苯酚方面发挥着重要作用。这两方面从微观角度很好地解释了褐煤的吸附机理。     

Fe-Ni共掺杂ZnO/凹凸棒光催化降解废水中抗生素性能研究

以水热法制备了Fe-Ni共掺杂的ZnO/凹凸棒(Fe-Ni-ZnO/ATP)光催化剂,通过XRD和FT-IR对其结构进行了表征,考察了催化剂用量、溶液pH值、光照条件、抗生素种类等因素对催化剂降解抗生素性能的影响.结果表明,Fe-Ni-ZnO/ATP中,ZnO为六方纤锌矿结构,Fe主要以Fe2O3的形式存在,Ni2+取代了ZnO晶格中的部分Zn2+并造成品格缺陷,部分Zn2+进入了 ATP层间生成了Zn-O-Si键,实现了与ATP的复合,并促使其层间距增大.Fe-Ni共掺杂拓宽了催化剂的光谱响应范围和提高了其催化活性,当催化剂投入量为2.5 g/L、溶液pH值为6时,在可见光下反应90 min后,该催化剂对30mg/L的诺氟沙星降解率可达90.63％,并且,在相同条件下,该催化剂对其他两种抗生素废水的降解率均在80％以上,表现出良好的普适性.此外,该催化剂还具有良好的再生性能.     

五氯苯酚的降解研究进展

综述了近年来我国在五氯苯酚(PCP)降解研究中取得的进展,并对五氯苯酚的化学与生物降解法进行了评述.在化学降解法中着重讨论了光催化降解和辐射降解,对比了常用光催化技术(UV,UV/H2O2,UV/H2O2/Fe(Ⅱ/Ⅲ),UV/TiO2)和辐射技术对PCP的降解效率及其影响因素,分析了其降解产物和降解机理.化学降解主要为自由基氧化降解,五氯苯酚在HO·、·O2-等自由基作用下,逐步脱氯生成多酚或醌,然后开环矿化.在微生物降解法中,综述了降解PCP微生物的筛选,论述了PCP在好氧和厌氧条件下的降解过程.五氯苯酚的生物降解路径为:好氧条件下,五氯苯酚在氢氧化酶作用下,被氧化生成氯代醌,并逐步脱去所有的氯原子,生成苯酚后开环;在厌氧和缺氧条件下,五氯苯酚还原脱氯,在得到电子的同时,脱掉一个氯取代基,最终矿化为CH4和CO2.PCP的降解研究对讨论其在环境中的迁移、转化以及含酚废水的处理具有重要意义.     

降解嗪草酮微生物菌剂的制备及稳定性研究

通过富集培养分离出嗪草酮降解菌N1,降解菌在固体平板上培养,菌落大,表面粗糙,扁平,不规则,为质地软、稍有光泽的白色菌落,直径为5～7mm.菌体细胞为杆状,末端方,成短或长链,菌体大小为1.0～ 1.2 μm× 3.0～ 5.0 μm.将N1降解菌制成菌剂,用气楣色谱法进行定量分析,通过单因素试验确定菌剂中载体配比、接种菌液量、加入营养液量、发酵时间、烘干温度等影响因子的优势条件,设计正交试验确定最优菌剂制备条件:m(豆粕):m(麦麸):m(木屑):m(硅藻土)比例为60:20:15:5,接种菌液量为15％,营养液量为10％,发酵时间为48 h,烘干温度为30℃.在上述条件制备的菌剂对嗪草酮的降解率为79％.该菌剂在25℃下保存50d后对嗪草酮仍有较高的降解效果.     

g-C3N4制备及其协同PDS可见光催化降解布洛芬的研究

以尿素为主要原料,采用热聚合法在不同条件下制备了光催化剂g-C3N4(石墨相碳化氮),通过改变尿素在马弗炉中加热的温度(350℃、400℃、450℃、500℃)和时间(0.5 h、1 h、1.5 h),得到不同烧结温度和时间的光催化剂,并对其进行X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外光谱分析仪(FT-IR)、紫外可见漫反射光(UV-Vis)表征,并通过可见光光催化降解布洛芬试验,探究了制备温度、时间对g-C3N4光催化性能的影响;并在溶液中加入PDS(过硫酸钾),联合g-C3N4在可见光下光催化降解布洛芬。结果表明,当烧结温度为500℃、烧结时间为1.5 h时,制备的g-C3N4在可见光区有较强吸收且具有较大的比表面积,以致其表现出最佳的光催化性能;PDS的存在对布洛芬的降解有促进作用,且加快了g-C3N4对布洛芬的光催化降解,相比于纯g-C3N4,4 h内布洛芬的降解率由63%提升为90.5%。以异丙醇、甲醇、对苯醌、草酸钠、重铬酸钾、甲醇分别为羟基自由基(·OH)、·OH和硫酸根自由基(SO4^-·)、超氧自由基(·O2-)、空穴(h+)、电子(e^-)的捕获剂。通过对反应过程的活性物种鉴定,·OH、SO4^-·、h+、e^-均参与了布洛芬的光催化降解,其中h+在反应中的贡献率达到了82.9%,在降解布洛芬过程中起主导作用;在反应体系中添加PDS后,催化剂g-C3N4的荧光强度变小,即加入PDS能够有效降低g-C3N4的光生空穴与电子的复合率,提高g-C3N4的光催化性能。     

Ag_x/Zn_((1-x))BiVO_4光催化氧化罗丹明B废水研究

为更好地处理色度高,有机污染物浓度大,可生化性差的染料废水,采用自制的Ag_x/Zn_((1-x))BiVO_4为光催化剂,氙灯为光源,研究了催化剂Ag_x/Zn_((1-x))BiVO_4对可溶性染料罗丹明B废水的光催化降解情况.试验考察了Ag与Zn的不同配比、催化剂用量、溶液的pH值和光照时间等对罗丹明B光催化降解过程的影响,并对反应动力学做了初步探讨.结果表明,模拟太阳光照射下,罗丹明B质量浓度为5 mg/L、催化剂(Ag_x/Zn_((1-x))BiVO_4)用量为1 g/L、pH值为2.0、反应时间为30 min条件下,罗丹明B的脱色率达99.7%.与P_(25)-TiO_2催化剂对罗丹明B废水的降解情况进行了比较研究,表明Ag_(0.6)/Zn_(0.4)BiVO_4具有较好的光催化活性,可用于染料类废水的处理.动力学拟合结果表明,该光催化反应近似为一级动力学,其动力学方程为y=-3.06353-0.02146x.     

丝孢酵母TX1及其固定化降解苯酚特性研究

为研究固定化技术在含酚废水治理中的应用,以聚乙烯醇(PVA)为载体将高效降酚菌株丝孢酵母TX1包埋处理得到胶珠颗粒,在分批培养反应器内分别研究游离体系和固定化体系中溶液p H值、培养温度和苯酚初始质量浓度对TX1降解苯酚效果的影响。结果表明,在游离细胞体系TX1对苯酚降解最佳培养条件为温度30℃,p H=7. 0;而固定化体系中的TX1对苯酚降解的最佳条件为温度30℃,p H=6. 5。在偏酸性条件下,游离细胞体系中TX1对苯酚降解效果比固定化体系差,在25～40℃时后者对苯酚的降解能保持50%以上,表明固定化技术有利于提高微生物的耐受温度。两个体系在降解苯酚过程中均受到底物抑制:在低质量浓度时(≤1 000 mg/L),游离细胞降解速率高于固定化细胞,但当苯酚质量浓度高达3 000 mg/L时,固定化体系中TX1对苯酚比降解速率为0. 088 h-1,远高于前者,表明固定化技术有利于实际高浓度废水的处理。此外,利用高效液相色谱和气相色谱-质谱检测苯酚降解中间产物,只在固定化体系中检测到中间产物为邻苯二酚和顺,顺-黏糠酸。该结果表明,降解过程中固定化体系发生的扩散阻力延迟了体系的降解反应,有利于发现中间体,使固定化技术有望成为新的检测中间体的方法。