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相似文献
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1.
以戊二醛为交联剂,Fe3O4为磁核制备磁性壳聚糖,探究了其去除废水中亚甲基蓝的性能,以及吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学特征.结果表明,在磁性壳聚糖投加量为0.5g/L、pH=10、反应时间为60min的条件下,对亚甲基蓝的去除率和吸附容量分别达到97.6%和39.0mg/g,远高于天然壳聚糖的59.8%和23.9mg/g.磁性壳聚糖对亚甲基蓝的吸附过程符合准二级反应动力学方程(R2=0.99902)和Langmuir等温线方程(R2=0.99961),吸附过程是热力学自发过程,吸附反应是放热反应.  相似文献   

2.
采用煅烧法制备了一种将孤立的Fe单原子和Fe团簇共同锚定在g-C3N4骨架上的原子级分散的催化剂Fe-g-C3N4(600).通过球差校正的高角度环形暗场扫描透射电子显微镜(AC-HAADF-STEM)对材料进行表征分析,证明了Fe单原子成功锚定在载体表面.该催化剂在非均相活化过硫酸盐(PMS)催化降解亚甲基蓝中表现出高活性和高稳定性.实验分析表明,Fe单原子比Fe团簇具有更高的催化活性,同时,N与孤立Fe原子形成的配位位点(Fe-Nx)是PMS活化的最主要活性中心. Fe-Nx反应位点可以直接激活PMS产生高价铁氧化物,这是亚甲基蓝高效降解的关键.此外,Fe-g-C3N4(600)在湖水和自来水水源中对亚甲基蓝降解也展现出了卓越的催化效果,且当水源水为湖水时,亚甲基蓝的降解效率最高.本工作证明了Fe-g-C3N4(600)/PMS体系能高效地降解被污染水体中的亚甲基蓝,且具有较好的应用潜力.  相似文献   

3.
徐冬莹  余静  郝旗  杨迎春  方淑红 《环境科学》2022,43(5):2650-2661
为制备易固液分离和稳定性好的高效非均相类Fenton催化剂,利用正硅酸乙酯水解对Mn0.6Zn0.4Fe2O4磁性纳米颗粒(SF-MNPs)进行功能化修饰,制备得到Mn0.6Zn0.4Fe2O4@SiO2(MZF@SiO2)磁性纳米复合物催化剂,采用透射电镜、 X射线光电子能谱和振动样品磁强计等对MZF@SiO2进行了表征,以难生物降解偶氮染料亚甲基蓝(MB)为目标污染物,考察了不同初始pH对MZF@SiO2催化效能的影响,在近中性条件下(pH=6.5)研究了H2O2用量、 MZF@SiO2投加量和温度等对MB去除率的影响,及MZF@SiO2的稳定性和循环使用性能,推测了催化反应机制.结果表明,无定形SiO2将SF-M...  相似文献   

4.
建立了微塑料(Microplastics,MPs)荧光定量分析方法,系统研究了Fe3O4纳米颗粒对水中聚苯乙烯MPs的磁性去除效果.结果表明,MPs浓度在本实验范围内(0.2~10.0mg/L)与荧光强度线性关系良好,相关系数均>0.9990,能准确测定不同粒径(100~1000nm)MPs的浓度.MPs初始浓度与Fe3O4纳米颗粒投加量对MPs去除效果具有影响.增加Fe3O4纳米颗粒的投加量能够有效提升水中MPs的去除率,当Fe3O4投加量为12mg/L时,去除率可达90.8%.在低Fe3O4投加量时,MPs去除率随着MPs初始浓度增加而显著增加,显著性水平为0.015;但在中、高Fe3O4投加量时,初始浓度对去除效果影响很小,显著性水平分别为0.073和0.060.Fe3O4纳米颗粒对MPs的附着过程能够在180min内趋于平衡,整个动力学可通过拟一级或拟二级模型进行拟合.  相似文献   

5.
为了评价Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)铁氧体工艺对PVA(聚乙烯醇)废水处理的可行性,采用Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)铁氧体工艺原位处理PVA模拟废水,考察不同作用时间、总铁投加量、初始ρ(PVA)和废水硬度对该工艺处理效果的影响.利用XRD(X射线衍射)、FT-IR(傅里叶转换红外光谱)、BET比表面积、VSM(磁滞回线测试)对沉淀物进行表征,解析该工艺原位处理PVA模拟废水的主要机理,并以该工艺沉淀物为吸附剂,通过锑吸附试验,探讨该工艺沉淀物的回用性.结果表明:①Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)铁氧体工艺对PVA模拟废水具有良好的处理能力,初始ρ(PVA)为1 000 mg/L时,该工艺在20 min以内即可达到80%以上的去除率,并且基本没有金属铁的残余,该工艺对PVA的去除率随总铁投加量的增加而提高且基本不受水体硬度影响. ②在Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)铁氧体工艺对PVA的原位去除过程中,PVA作为一种反应物参与沉淀物Fe3O4的生成,并促进纳米Fe3O4比表面积增大,最终形成一种类似于凝胶的Fe3O4聚合物. ③Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)铁氧体工艺可高效处理模拟PVA-MB(亚甲基蓝)染料废水.对于含有100 mg/L MB(亚甲基蓝三水)和500 mg/L PVA的混合溶液,MB和CODCr去除率在1 min时分别达到97.37%和89.47%.沉淀物通过磁分离、乙醇和水清洗后,在水中浸出的ρ(TOC)和ρ(CODCr)很低,分别为0.86和2 mg/L,可作为吸附剂直接使用,得益于其具有较高的比表面积,对金属锑的拟合吸附量可达71.94 mg/g. ④Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)铁氧体工艺具有一定的实际应用价值.对东莞某实际印染废水处理5 min,CODCr和染料的去除率分别为85.71%和98.98%.研究显示,Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)铁氧体工艺可高效去除PVA,沉淀物为易回收的磁性Fe3O4,可作为吸附剂直接使用.   相似文献   

6.
Fe3O4/BC复合材料的制备及其吸附除磷性能   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
为解决磁性吸附剂Fe3O4不稳定、易在水中团聚以及吸附效率较低的问题,以BC(生物炭)为载体,采用化学共沉淀法制备了Fe3O4/BC(生物炭负载的纳米四氧化三铁)复合材料,并将其应用于水体中PO43--P的吸附去除;探究了Fe3O4/BC对水中PO43--P的吸附-解析性能,考察了纳米Fe3O4负载比例、吸附体系pH和初始ρ(PO43--P)等因素对Fe3O4/BC吸附PO43--P效率的影响,并考察了吸附机制.结果表明:所制备的Fe3O4纳米颗粒呈球形,均匀散布在生物炭表面;Fe3O4/BC复合材料能高效吸附水中的PO43--P,在pH=3、温度为25℃、ρ(PO43--P)为50 mg/L、Fe3O4/BC投加量为400 mg(二者质量比为1:1),吸附3 h达到平衡后,Fe3O4/BC吸附PO43--P效率达到92.14%. Fe3O4/BC复合材料吸附PO43--P的机制包括配位体交换和静电吸引,吸附过程较好地符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附方程. Fe3O4/BC具有良好的解析性能,用c(NaOH)为2.0 mol/L的溶液对吸附PO43--P饱和后的Fe3O4/BC进行解析,解析效率达到80%.研究显示,Fe3O4/BC重复利用性好,在第4次利用后还能保持75%以上的吸附效率.   相似文献   

7.
为探索高效且快速去除水溶液中Cd (Ⅱ)污染方法,采用自制磁性四氧化三铁负载氧化石墨烯(Fe3O4/GO)纳米复合材料对水溶液中Cd (Ⅱ)进行去除,利用单因素实验确定影响因素水平范围(初始Cd (Ⅱ)浓度、温度、反应时间、初始pH值),并采用响应面法(RSM)及人工神经网络-遗传算法(ANN-GA)对去除水溶液中Cd (Ⅱ)的影响因素(4因素3水平)进行优化,利用等温吸附、动力学及热力学参数研究吸附剂性能.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪及超导量子干涉器件(SQUID)对复合材料表征.结果表明,平均粒径为30.9nm的磁性Fe3O4/GO纳米复合材料被成功制备.RSM用于磁性Fe3O4/GO纳米复合材料对水溶液中Cd (Ⅱ)去除条件优化,预测去除率达到86.451%,验证试验为82.220%,对应条件:温度为20.14℃,反应时间为57.78min,初始pH值为6.41和初始Cd (Ⅱ)浓度为11.18mg/L; ANN-GA优化条件后的预测去除率为89.722%,验证试验为87.723%,相应条件:温度为29.96℃,pH值为5.49,初始Cd (Ⅱ)浓度为28.36mg/L,反应时间为65.78min.根据模型R2值,预测的最大去除率及验证试验,ANN-GA模型性能及预测能力均高于RSM.RSM方差分析表明4个因素对磁性Fe3O4/GO纳米复合材料去除水溶液中Cd (Ⅱ)的影响大小为:初始Cd (Ⅱ)浓度>温度>反应时间>pH值.吸附机理分析结果显示,Fe3O4/GO纳米复合材料对Cd (Ⅱ)吸附过程同时存在着物理吸附和化学吸附.结合ANN-GA优化,利用磁铁实现且快速分离,磁性Fe3O4/GO纳米复合材料用于去除Cd (Ⅱ)是可行的.关键字:Cd (Ⅱ);四氧化三铁负载氧化石墨烯;单因素实验;响应面法;人工神经网络-遗传算法中图分类号:X53  相似文献   

8.
采用Fe3O4活化过硫酸盐(PS)同步去除水中的NOR (诺氟沙星)和Pb (II).探讨了Fe3O4投加量、PS浓度、初始pH值和Pb (II)浓度对NOR降解的影响.结果表明,NOR的降解符合伪一级反应动力学,在温度为30℃、NOR初始浓度为5.0mg/L、Pb (II)浓度为1.0mg/L、Fe3O4投加量为2.0g/L、PS浓度为1.5mmol/L、初始pH值为7.0的条件下,反应120min后,NOR降解率达90.2%,Pb (II)去除率为99.5%.自由基淬灭实验证实,硫酸根自由基(SO4-·)是NOR降解的主要自由基.通过LC-MS分析结果推测了NOR可能的降解路径和中间产物.Fe3O4活化PS高级氧化工艺可作为一种同步去除有机污染物和重金属的工艺.  相似文献   

9.
采用共沉淀法制备了铁锰双金属复合催化剂(MnFe2O4),用于活化过一硫酸盐(PMS)产生强氧化性的硫酸根自由基(SO4-·)氧化降解水中阴离子表面活性剂(LAS).采用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对催化剂进行表征,表明成功合成了具有尖晶石结构的MnFe2O4催化剂.考察了催化剂投加量、PMS投加量以及初始pH值等各种因素条件对LAS的降解效率以及反应动力学的影响.实验结果表明,MnFe2O4活化PMS降解LAS的过程符合准一级动力学(R2>0.9).在LAS初始浓度为80mg/L,催化剂投加量为2.0g/L,PMS的浓度为2.5mmol/L,初始pH值为7.0,反应时间为30min的情况下,LAS降解效率达到94.1%,此时LAS的降解速率常数达到0.192min-1.通过自由基猝灭实验证明了MnFe2O4/PMS体系中起主要氧化降解作用的活性自由基为SO4-·.通过反应前后催化剂的X射线光电子能谱(XPS),证实Fe和Mn之间存在协同作用,提高了MnFe2O4对PMS的活化效率.  相似文献   

10.
以十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)为表面活性剂,采用共沉淀法制得La2O3纳米颗粒。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和比表面积分析仪(BET)对La2O3纳米颗粒进行分析。采用批实验考察了溶液pH、典型阴离子和离子强度等因素对La2O3纳米颗粒吸附溶液中As (Ⅲ)的影响,并对吸附动力学、吸附等温模型及吸附机理进行研究。结果表明:添加质量分数为0.2%的CTMAB时制得的La2O3对As (Ⅲ)的吸附效果最好。当溶液pH为5~9时,As (Ⅲ)去除率较高,可达85.36%。溶液中共存的SO2-4和CO2-3对As (Ⅲ)的吸附影响较小,而SiO2-3和PO43-增加到10 mmol/L时,As (Ⅲ)去除率从85.36%分别降低至39.14%和25.36%。离子强度对As (Ⅲ)的吸附影响较小,表明该吸附过程为内层吸附。La2O3纳米颗粒对As (Ⅲ)的吸附符合伪二级反应动力学和Langmuir吸附等温模型,表明该吸附为单分子层吸附,理论最大吸附量为45.5 mg/g。La2O3纳米颗粒吸附As (Ⅲ)的机理分析为La2O3表面羟基化后产生的羟基基团La—OH与As (Ⅲ)反应生成单齿或双齿络合物,从而将As (Ⅲ)从水溶液中去除。  相似文献   

11.
构建了钛基二氧化钌(Ti/RuO2)阳极耦合空气扩散阴极(ADC)的电化学氧化体系,利用过流式反应器对亚甲基蓝(MB)进行氧化去除。结果表明:ADC阴极在200 mA电流下产生H2O2的稳定浓度达到45.33 mg/L,电流效率为65.10%。ADC-RuO2体系对有机污染物的氧化具有选择性,几乎不能氧化苯甲酸钠,但对亚甲基蓝等染料具有较强的氧化作用。且该体系在叠氮化钠和2,5二甲基呋喃等存在时氧化能力受到显著抑制,证明其主要的活性氧化物为单线态氧(~1O2)。在停留时间为2 min和电流为200 mA条件下,该体系对0.1 mmol/L MB的去除率达到99%,并且MB浓度降低90%时对应的能耗为0.25 kW·h/m3。  相似文献   

12.
张聪  王灿  赵欣  潘爽 《中国环境科学》2021,41(1):185-191
采用原位生长法制备V2O5,并将其与Ag2O/g-C3N4水热复合制备V2O5-Ag2O/g-C3N4复合光催化剂.利用XRD、FT-IR、SEM和UV-Vis DRS等方法对样品的形貌结构及光学性质进行表征.结果表明,V2O5成功掺杂在Ag2O/g-C3N4上,与Ag2O/g-C3N4相比,复合材料对可见光的吸收范围增大;在可见光照射180min后,V2O5掺杂量为15%的复合材料对亚甲基蓝(MB)的降解率达到99.10%.经过3次循环降解后,复合材料对MB的降解率保持85%以上,表明其具有良好的稳定性.通过掩蔽实验推测,空穴(h+)是光催化体系中主要的活性物质,其光催化性能增强的机理是Ag2O与g-C3N4复合界面形成p-n异质结,并与V2O5之间的复合过程符合Z-scheme可见光驱动机制,有效阻碍了光生电子-空穴对的复合,促进活性物质的产生.  相似文献   

13.
为有效去除水体中的磷酸盐,采用沉淀沉积方法合成了氢氧化镧〔La(OH)3〕掺杂氧化铝(Al2O3)的吸附材料La(OH)3(X)/Al2O3〔X表示吸附剂中的La(OH)3质量含量〕,并对其吸附磷酸盐的性能进行研究. 结果表明:①Al2O3和La(OH)3是吸附剂中磷酸盐的主要结合位点. ②磷酸盐初始浓度为50 mg/L时,La(OH)3(19)/Al2O3吸附剂在初始阶段吸附较快,且在200 min左右达到吸附平衡. La(OH)3(X)/Al2O3吸附剂对磷酸盐的吸附量随着La(OH)3负载量的提高而升高,其吸附等温线符合Langmuir模型拟合. La(OH)3(7)/Al2O3、La(OH)3(13)/Al2O3、La(OH)3(19)/Al2O3和La(OH)3(27)/Al2O3对磷酸盐的最大吸附量可分别达到25.32、27.40、43.10和53.76 mg/g (以P计). 这表明La(OH)3掺杂Al2O3后为磷酸盐提供更多的活性位点,有效提高了磷酸盐的吸附容量. ③La(OH)3(19)/Al2O3对磷酸盐的吸附量随pH的升高而降低,共存阴离子影响试验表明,La(OH)3(19)/Al2O3对磷酸盐具有较高的吸附选择性. ④经过5次吸附-脱附循环后,La(OH)3(19)/Al2O3表现出稳定的吸附和再生性能,对实际水体磷酸盐的去除试验结果表明其可用于实际水体中磷酸盐的去除. 研究显示,La(OH)3(19)/Al2O3的磷酸盐吸附速率快、吸附容量高、吸附选择性高,具有潜在的应用价值.   相似文献   

14.
通过简单的水热法制备了比表面积较高的MnO2纳米微球,以之替代Fenton试剂中的Fe试剂,采用类电Fenton反应降解染料亚甲基蓝(MB),研究其处理效果。实验结果表明:当MB溶液初始浓度为30 mg/L时,电压为10.6 V,MnO2浓度为80 mg/L,H2O2浓度为20.4 g/L,保持pH为4条件下,MB在40 min内的降解率达到94.08%。分析了反应前后MnO2的变化并提出其反应机理。该研究成果可为电Fenton技术的应用提供新的思路和理论依据。  相似文献   

15.
催化臭氧氧化工艺是处理难降解废水的有效手段,但仍存在臭氧利用率较差、催化效率低、催化剂活性组分流失等问题. 本文以α-Fe2O3作为臭氧催化剂,通过SEM、N2吸附/脱附等方法表征了α-Fe2O3的结构,构建了α-Fe2O3催化臭氧氧化处理苯酚废水体系,优化催化条件,提高处理效率,并对催化机理和催化剂稳定性进行了深入讨论. 结果表明:①α-Fe2O3表现为团聚的不规则球状,且比表面积较大,达83.38 m2/g,具有良好的臭氧催化潜力. ②臭氧投加量和pH对催化体系的影响明显,但α-Fe2O3投加量的变化对降解效果的控制并不显著,在优化的条件下反应30 min时COD的去除率可达97.67%,较单独臭氧提高了41.33%. ③在催化臭氧氧化中投加TBA和Na3PO4分别屏蔽·OH和路易斯酸性位点后,COD的去除率分别降低了17.01%和20.92%,这表明在α-Fe2O3表面的路易斯酸性位点产生的·OH是COD去除率高的主要原因. ④α-Fe2O3在重复试验中保持了较高的催化活性和稳定性,6次重复后对COD的去除率仍可达到93.07%,流失率为1.05%. 研究显示,α-Fe2O3表现了优异的臭氧分解协同作用,具有良好的苯酚持续去除能力和结构稳定性,可为高效去除含酚废水或难降解废水提供技术参考.   相似文献   

16.
为揭示纳米四氧化三铁(nFe3O4)覆盖对沉积物溶解态砷(As)和有效态As的钝化效果,在开展室内培养试验的基础上,利用微界面分析技术、高分辨率平衡式间隙水采集技术(HR-peeper)和薄膜扩散梯度技术(DGT),探究nFe3O4覆盖下沉积物氧化还原环境、铁锰含量等因素对As的作用机制.结果表明:在nFe3O4覆盖下沉积物pH值较对照组逐渐增大,Eh先减小后增大;nFe3O4可以有效去除沉积物溶解态As,最大有效去除率为22%;nFe3O4覆盖使得有效态As的平均值降低了2.30μg/L;溶解态As与溶解态Fe(Ⅱ)、溶解态As与溶解态Mn、有效态As与有效态Fe(Ⅱ)、有效态As与有效态Mn均存在显著正相关关系(P<0.001);nFe3O4的覆盖可以促进铁铝低结晶状无定形水合氧化态As含量的增加.  相似文献   

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