磁性CuS/γ-Fe2O3复合材料光催化处理染料废水

以氯化铜、纳米γ-Fe₂O₃和硫脲为原材料,乙二醇为溶剂,采用溶剂热法制备了磁性CuS/γ-Fe₂O₃复合光催化剂。考察了该光催化剂对刚果红染料废水的处理效果。在m（CuS）:m（γ-Fe₂O₃）=2:1、刚果红初始质量浓度为10 mg/L、光催化剂投加量为0.6 g/L的最佳工艺条件下,刚果红去除率达96.51%。阴离子Cl^-、NO₃^- 及SO₄^2-对该光催化剂的催化活性具有促进作用,其中SO₄^2–的促进作用最显著。该光催化剂具有较好的活性稳定性,重复使用6次后刚果红去除率仍高达90.50 %。     

WO3/γ-Bi2MoO6异质结的制备及其光催化性能

采用微波溶剂热法—浸渍法制备了WO₃/γ-Bi₂MoO₆纳米异质结复合可见光催化剂（简称光催化剂）,用XRD、SEM、XPS和UV-Vis分光光度法对其进行了表征。以甲基橙为目标降解物,考察了光催化剂的催化性能。表征结果显示：WO₃分散在γ-Bi₂MoO₆晶体表面,未进入晶格内部;与WO₃和γ-Bi₂MoO₆相比,WO₃/γ-Bi₂MoO₆在紫外和可见光区的吸收强度均有所提高,且对光的吸收发生了明显的红移,禁带宽度变窄;二者形成的p-n型异质结能及时有效地促进光生电子-空穴对的分离,提高催化活性。实验结果表明：WO₃/γ-Bi₂MoO₆的催化活性优于WO₃和γ-Bi₂MoO₆;在甲基橙溶液初始质量浓度为10 mg/L、光催化剂WO₃（1.0%）/γ-Bi₂MoO₆加入量为1 g/L时,反应3 h时甲基橙的降解率最高（达97.48%）,甲基橙溶液中TOC的去除率也最高（为92.0%）。     

γ-Al2O3负载多金属复合催化剂选择性催化还原烟气脱硝

以γ-Al₂O₃作为载体,先后负载CeO₂,MnC₂O₄,Fe（NO₃）₃,CrO₃,Ni（NO₃）₂,NH₄VO₃等多种金属组分制备γ-Al₂O₃负载多金属复合催化剂,并用于模拟烟气的选择性催化还原脱硝。通过SEM和XRD技术对催化剂进行了表征。表征结果显示：Fe,Mn,Cr的添加能增加催化剂的低温催化活性、提高催化剂的N₂选择性;γ-Al₂O₃对活性金属氧化物的负载效果良好。实验结果表明：各金属化合物的最佳加入量为 w（MnC₂O₄·2H₂O）=20%,w（Fe（NO₃）₃·9H₂O）=15%,w（CrO₃）=10%,w（Ni（NO₃）₂·6H₂O）=5%,w（NH₄VO₃）=10%,w（CeO₂）=5%,w（γ-Al₂O₃）=35%;以在最佳正交实验条件下制得的γ-Al₂O₃负载多金属复合物为催化剂,在脱硝反应温度为205 ℃的条件下,NO转化率为96.7%;γ-Al₂O₃负载多金属复合催化剂经5次重复使用,NO转化率仍可稳定在94%左右。     

α-Fe2O3/AC催化剂的制备及光Fenton反应降解双酚A

采用温和的无模板溶液反应合成了α-Fe₂O₃/AC复合催化剂,作为光Fenton降解双酚A反应的催化剂。通过XRD、SEM、FTIR、DRS、BET、XPS等方法对催化剂的形貌和理化特性进行了分析。结果表明：该催化剂晶型良好,为介孔材料,能够有效吸收和利用紫外光和可见光;该催化剂具有较高的催化活性,稳定性良好;在初始双酚A质量浓度为30 mg/L、溶液pH为4、H₂O₂加入量为320 mg/L、反应温度为40 ℃、催化剂加入量为1.33 g/L的条件下,双酚A降解率可达91.4%。     

ZnO/α-Fe2O3复合材料对偶氮染料的降解

采用水热法制备了ZnO/α-Fe₂O₃复合光催化剂，并用XRD、SEM、UV-Vis和FTIR等多种手段进行了表征，考察了该催化剂对溶液中橙Ⅱ和甲基橙的光催化降解性能。表征结果显示，负载ZnO后，ZnO/α-Fe₂O₃催化剂的吸光范围变宽，禁带宽度变窄，催化活性增强。实验结果表明：在ZnO/α-Fe₂O₃中ZnO的质量分数为30%、ZnO/α-Fe₂O₃催化剂加入量为1.0 g/L、甲基橙或橙Ⅱ质量浓度为5 mg/L、暗反应时间为30 min、光反应时间为120 min的条件下，该催化剂对甲基橙和橙Ⅱ的催化降解效果最好，甲基橙和橙Ⅱ的去除率分别为62.2%和64.7%；该催化剂连续使用5次后，对甲基橙的去除率从62.2%缓慢下降到54.9%，表现出较好的稳定性和重复使用性能。     

改性SiO2气凝胶对废水中Fe3+的吸附性能

制备了改性SiO₂气凝胶,考察了经不同类型、不同配比的改性剂改性的SiO₂气凝胶对模拟含Fe³⁺废水的吸附处理效果。实验结果表明：改性SiO₂气凝胶的最佳制备条件为三甲基氯硅烷（TMCS）作改性剂,V（TMCS）#x02236;V（正己烷）=1#x02236;5;当改性SiO₂气凝胶加入量为75g/L、吸附时间为4h、Fe³⁺质量浓度为10mg/L时,模拟含Fe³⁺废水的Fe³⁺去除率为98.32%,剩余Fe³⁺质量浓度为0.168mg/L;采用改性SiO₂气凝胶动态吸附处理流量为420mL/h、Fe³⁺质量浓度为100mg/L的模拟含Fe³⁺废水,吸附后废水中剩余Fe³⁺质量浓度仅为0.196mg/L。     

CaCl2与纳米SiO2-聚硅酸铝铁复合混凝剂

采用CaCl₂和纳米SiO₂-聚硅酸铝铁复合混凝剂对含氟废水进行两步除氟。实验结果表明：ρ（ F^–）为 420.0 mg/L、pH为8.5的含氟废水经CaCl₂处理后ρ（ F^–）降至26.5 mg/L;在二级除氟pH为11.5、复合混凝剂加入量（复合混凝剂与废水体积比）为0.50%的最佳条件下处理60 min后废水中ρ（ F^–）降至5.7 mg/L,而采用聚合氯化铝（PAC）进行二级除氟时,ρ（ F^–）可降至8.7 mg/L,表明复合混凝剂比PAC的除氟效果更佳。复合混凝剂中自由离子和单体羟基配合物形态Al和Fe的含量相对较高,分别占76.5%和92.5%,而低聚合度的多核羟基配合物及高聚物形态Al和Fe的含量相对较低。     

α-Fe2O3/γ-Fe2O3/Cu2O的制备及其对橙黄G的催化降解性能

通过对常规CuFeO₂进行修饰,合成了复合催化剂α-Fe₂O₃/γ-Fe₂O₃/Cu₂O(CuFe-13),采用XRD、FTIR、SEM、VSM等技术进行了表征,考察了CuFe-13-过一硫酸盐(PMS)体系对橙黄G (OG)的催化降解性能,分析了催化剂加入量、PMS浓度和反应p H对OG降解性能的影响。实验结果表明：在Cu Fe-13加入量为0.20 g/L、PMS浓度为1.0 mmol/L、pH为7.0的条件下,CuFe-13-PMS体系的催化降解性能最佳,反应30 min后OG的去除率为100%,反应120 min后TOC的去除率为73.4%;在CuFe-13-PMS体系中,起主要作用的活性物种为¹O₂、SO₄^-·和·OH。     

超声-Fe2+-K2S2O8/NaHSO3体系降解罗丹明B

采用超声促进、Fe²⁺活化的K₂S₂O₈/NaHSO₃联合体系（US-Fe²⁺-K₂S₂O₈/NaHSO₃体系）降解罗丹明B（RhB）。考察了RhB模拟废水脱色效果的影响因素,并研究了不同处理方法的协同效应,推测了反应机理。实验结果表明：在反应温度25 ℃、初始pH 5.18、超声功率250 W、K₂S₂O₈溶液（4.91 mmol/L）加入量1.2 mL、NaHSO₃溶液（4.91 mmol/L）加入量1.2 mL、n（K₂S₂O₈）∶n（Fe²⁺）=10、反应时间7 min的条件下,RhB模拟废水（50 mL）的脱色率达到89.45%;超声与Fe²⁺-K₂S₂O₈/NaHSO₃体系对RhB的降解产生了协同效应,降解反应符合表观一级反应动力学,速率常数增强因子可达13.6。自由基猝灭实验结果表明,硫酸根自由基和羟基自由基是攻击RhB 分子的活性自由基,硫酸根自由基起主要作用。     

磁性纳米γ-Fe_2O_3/SiO_2去除水中亚甲基蓝

以纳米γ-Fe_2O_3为磁性介质制备了磁性纳米γ-Fe_2O_3/SiO_2,并将其用于水中亚甲基蓝的吸附。表征结果显示:制备的γ-Fe_2O_3/SiO_2呈不规则核壳结构,平均粒径为38 nm,比表面积为74.35 m~2/g,比饱和磁化强度为55A·m~2/kg。实验结果表明:γ-Fe_2O_3/SiO_2对亚甲基蓝的吸附适宜在中碱性条件下进行,4 h即可达吸附平衡;在初始亚甲基蓝质量浓度为1 80 mg/L、γ-Fe_2O_3/SiO_2加入量为2 g/L、初始溶液pH为7.0、吸附温度为298 K的条件下,吸附量最高为25.4 mg/g;共存金属离子会降低吸附效率,而少量的腐殖酸则会促进吸附;吸附过程符合准二级动力学方程,颗粒内扩散不是唯一的控速步骤;等温吸附满足Langmuir模型,该吸附是一个物理吸附过程;用乙醇洗涤的γ-Fe_2O_3/SiO_2重复使用4次时仍能保持约80%的原吸附量。     

MgO/SiO_2纳米复合材料同步吸附亚甲基蓝和Cu~(2+)

采用化学沉积法合成了MgO/SiO_2纳米复合材料,通过扫描电子显微镜和X射线能谱分析(SEM-EDX)、X射线衍射(XRD)、Zeta电位仪、FTIR等方法对其进行了表征。研究了MgO/SiO_2对亚甲基蓝(MB)和Cu~(2+)的吸附行为及同步吸附效果。表征结果表明:MgO/SiO_2为褶皱、凸起的球形形貌;MgO成功负载在SiO_2表面。实验结果表明:MgO/SiO_2对MB和Cu~(2+)的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,MB和Cu~(2+)的饱和吸附量分别为83.72 mg/g和208.70 mg/g;MB和Cu~(2+)的同步吸附在MgO/SiO_2表面存在竞争关系;在溶液体积为30m L、MgO/SiO_2加入量为10 mg、MB质量浓度为10 mg/L或Cu~(2+)质量浓度为100 mg/L、吸附温度为25℃、吸附时间为24 h、初始溶液pH为4.00、解吸时间为4 h的条件下,MgO/SiO_2第1次吸附MB和Cu~(2+)的去除率分别为92.8%和90.1%,第5次吸附的去除率分别为59.6%和57.4%。     

层状氧化物NaCo_2O_4热催化H_2O_2降解亚甲基蓝

采用固相烧结法制备了NaCo_2O_4催化剂,构建了NaCo_2O_4-H_2O_2热催化体系降解亚甲基蓝(MB)。XRD和SEM表征结果显示,合成的NaCo_2O_4催化剂具有良好的稳定性。NaCo_2O_4对H_2O_2具有良好的热催化性能,反应温度越高,反应速率常数k越大,该催化反应符合一级动力学方程。NaCo_2O_4-H_2O_2体系对MB具有较好的降解效果,在反应温度为50℃、NaCo_2O_4加入量为50 mg、MB溶液加入量为100 mL、MB初始质量浓度为30 mg/L、H_2O_2加入量为1.00 mL的最优条件下,反应340 min时,MB降解率达87.00%;催化剂重复使用三次,MB降解率仍可达85%以上;经捕获剂效果对比实验发现,催化反应体系中存在h~+、·OH等催化活性物种。     

SiO_2-NH_2/Fe_3O_4的制备及制药废水的深度处理

以溶剂热法制备Fe_3O_4磁性粒子,通过改良的St?ber法在其上包覆Si O_2,并用3-氨丙基三乙氧基硅烷对表面进行氨基修饰,制得Si O_2-NH_2/Fe_3O_4磁性复合材料,并将其用于制药废水二级出水的吸附处理(吸附剂投加量1 g/L、吸附时间120 min)。表征结果显示:Si O_2-NH_2/Fe_3O_4为粒径(510.0±3.6)nm的球形粒子。实验结果表明:在废水p H为5时,Si O_2-NH_2/Fe_3O_4对TOC、蛋白质、腐殖酸的吸附效果最佳,三者的去除率分别达44.14%,35.58%,33.07%,与Fe_3O_4相比分别提高了25.27,21.76,21.05百分点;废水p H为6时,Si O_2-NH_2/Fe_3O_4对多糖和色度的去除效果最佳,二者的去除率分别达26.03%和62.94%,与Fe_3O_4的最高去除率(p H=5时)相比分别提高了17.84百分点和22.45百分点;Si O_2-NH_2/Fe_3O_4重复使用4次,TOC和色度去除率均达初次使用时的87%以上。     

类过氧化物酶Fe-TAML催化H_2O_2脱除烟气中的单质汞

采用有机合成法制备了类过氧化物酶(Fe-TAML)催化剂。利用制备的Fe-TAML催化H_2O_2脱除烟气中的Hg~0,考察了影响Hg~0去除率的多种因素。实验结果表明:在Fe-TAML催化剂用量为0.08 g/L、H_2O_2浓度为0.035mol/L、溶液pH为9、反应温度为40℃、烟气中Hg~0质量浓度为101.00μg/m3的条件下,反应30 min的平均Hg~0去除率可达71.50%。以甲醇作为HO·的淬灭剂开展了淬灭实验,结合产物分析,推测了Hg~0的去除机理。     

Cu~(2+)/UV/H_2O_2去除水中盐酸四环素及动力学研究

对比了UV、Cu~(2+)/H_2O_2、UV/H_2O_2、Cu~(2+)/UV/H_2O_2体系对盐酸四环素(TC)的降解效果,考察了Cu~(2+)/UV/H_2O_2体系降解TC的影响因素,并进行了动力学分析。实验结果表明:Cu~(2+)的加入明显增强了UV/H_2O_2体系对TC的降解效果,反应60 min时,Cu~(2+)/UV/H_2O_2体系对TC的降解率相比UV/H_2O_2体系提高了24.82%;Cu~(2+)的最佳投加量为120μmol/L;pH对TC的降解影响较小;H_2O_2投加量、温度、紫外灯功率的增加均会增加TC的降解率。Cu~(2+)/UV/H_2O_2体系中TC的降解可用拟二级动力学方程描述,TC降解的活化能为15.56 kJ。     

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%。