铜氧化物/D851树脂催化臭氧氧化降解双酚A

通过Cu(NO_3)_2·3H_2O对螯合树脂D851进行沉淀改性,采用SEM观察、EDS分析、傅里叶变换红外谱图分析对改性前后螯合树脂进行了表征;研究了改性前后螯合树脂在不同反应体系对双酚A的降解效果及环境因素对CuO_x/D851催化臭氧氧化双酚A性能的影响;探讨了改性螯合树脂催化臭氧化降解双酚A的机理。结果表明:Cu(NO_3)_2·3H2_O对螯合树脂D851改性后,螯合树脂的表面形态,铜离子含量都有所改变;通过正交实验得出CuOx/D851树脂催化剂的最佳制备工艺是pH为8、活性组分浓度为337.5 mmol·L~(-1)、负载温度为70℃、反应时间为10 h;单因素法研究表明,在最佳条件臭氧投加量为8.4 mg·L~(-1)、催化剂投加量为0.6 g·L~(-1)、废水进样流量为4 mL·min~(-1)、双酚A初始浓度为10 mg·L~(-1)、初始pH为7,双酚A的降解率可达86.71%;在改性螯合树脂催化臭氧化体系中,改性后螯合树脂主要通过羟基自由基-直接臭氧氧化协同作用极大地提高了对BPA的降解率。     

电催化氧化中的三种催化材料处理酸性红B染料的比较研究

本文采用三种不同催化机理的材料－－半导体材料TiO2、软锰 矿石和混合稀土进行了电催化氧化（ECO）染料酸性红B的研究,结果表明,稀土材料在ECO体系中呈负催化效应;软锰矿石的色度去除催化效果;TiO2的催化效果最显著,其色度和COD去除效果可比无催化剂时效果分别提高60％和75％,可以作为电催化氧化 的氧化剂。并进一步研究了TiO2用量对电催化氧化（ECO）的影响。     

醌介体催化强化酸性红B生物脱色

考察了5种结构相似的醌介体(AQS、2,7-AQDS、AQDS、1,5-AQDS和α-AQS)对酸性红B生物脱色的催化强化作用。结果表明,反应进行至5 h,在0～0.24 mmol/L AQS的浓度范围内,最高脱色率达89%(0.24 mmol/L),相对于空白组(28%)提高约3.2倍,且零级反应速率常数K与介体浓度呈正相关线性关系,K=56.571CAQS+22.616(R2=0.9012);最适实验条件为AQS浓度0.24 mmol/L,0.25%NaCl,温度35℃,pH 7;在此实验条件下,5种醌介体相对于空白组脱色效率分别提高了1.14～1.53倍,体系氧化还原电位降低了38～87 mV。本研究为解决偶氮染料生物脱色技术存在的降解速率低的问题提供了新的思路。     

催化铁内电解反应床对水中酸性红B的脱色研究

在铁内电解法的基础上发展出的铁镀铜滤料构成的催化铁内电解反应床,并以酸性红B为目标染料,研究了催化铁内电解反应床的脱色性能。结果表明,在不同初始pH条件下,催化铁内电解反应床对水中酸性红B的脱色效果均优于单一铁内电解反应床。在水力停留时间为2 h,进水pH值为7.2,汽水比为1∶30的条件下,催化铁内电解反应床对100 mg/L酸性红B的平均脱色率为88.5％,高于单一铁内电解反应床约9％。另外,适当增加曝气可以增加铁内电解反应床的脱色效果。     

污泥基活性炭催化臭氧氧化对氯苯甲酸效能

以城市污水处理厂剩余污泥和玉米芯为原料,用氯化锌活化法制备出污泥基活性炭(SCAC),研究了其催化臭氧氧化去除水中对氯苯甲酸(p-CBA)的效能和机理,同时,考察了臭氧浓度、SCAC投量、p-CBA初始浓度以及自由基抑制剂叔丁醇的加入对SCAC催化活性的影响。实验结果表明,SCAC的加入可以显著提高臭氧对p-CBA的氧化去除效果,在反应初期尤为明显,反应1.0 min时p-CBA的去除率由单独臭氧氧化的26.1%提高到SCAC催化臭氧氧化的60.2%。SCAC催化臭氧氧化对p-CBA的去除率随臭氧浓度的增加和p-CBA初始浓度的减小而增加。此外,在一定范围内增加催化剂的投量可以增加p-CBA的去除率。叔丁醇的加入显著减弱了SCAC催化臭氧氧化降解p-CBA的效能,表明SCAC催化臭氧氧化反应的主要活性物种为羟基自由基(·OH)。     

硝酸氧化和负载铁氧化物改性活性炭催化臭氧化性能

采用硝酸氧化与硝酸铁负载对颗粒活性炭进行改性处理,研究了活性炭样品表面官能团的变化,分析了活性炭样品对酸性大红3R吸附和催化臭氧化能力,探讨了p H值与·OH捕获剂对催化臭氧化效果的影响。结果表明,硝酸改性后活性炭表面羧基、内酯基、酚羟基以及总官能团的含量均明显增加,其中羧基增幅最大;负载铁氧化物后,活性炭表面官能团数量有所降低。活性炭样品化学吸附性能随官能团含量的增加而增强。催化臭氧化对酸性大红3R的氧化降解效果明显优于单独臭氧化。增加表面官能团含量可以加速催化臭氧化反应,但反应速率随着表面官能团消耗而降低;负载金属组分具有更为稳定和有效的催化臭氧化活性。活性炭催化臭氧化性能在碱性条件下明显优于酸性条件,且随着p H值升高而提高。投加·OH捕获剂(Na2CO3)后,其对·OH的消耗使得催化臭氧化效果显著下降。     

铜铈复合氧化物催化降解甲基橙

采用水热法制备的铜铈复合氧化物能够直接催化降解甲基橙,探究了铜铈摩尔比、pH、投加量对催化降解效果的影响。研究发现,pH=3.5、Cu/Ce=1、投加量1.0 g·L-1时,甲基橙的降解效果最佳。在0.5~1.0 g·L-1之间时,随着投加量的增加,甲基橙的脱色速率加快,脱色率也有所增加。随着溶液中的pH逐渐下降,甲基橙脱色率有所增加,pH=3.5时,甲基橙脱色率最高;而进一步降低pH至3.0时,脱色率反而下降,可能是强酸腐蚀了金属氧化物表层,降低了甲基橙的降解效果。甲基橙主要因其被降解而脱色,促使甲基橙脱色的活性物质为·OH,且与体系中的分子氧有关,反应过程消耗一定的H+。     

微气泡催化臭氧化酸性大红3R的性能及机理

以活性炭为催化剂,采用微气泡催化臭氧化处理酸性大红3R,考察其处理性能和机理,并与微气泡以及传统气泡臭氧化处理性能进行了比较。结果表明：微气泡催化臭氧化可加速液相臭氧分解,其分解系数为0.093 min⁻¹;同时氧化能力明显增强,其脱色速率和TOC去除速率常数分别为0.342 min⁻¹和0.024 2 min⁻¹,均显著高于微气泡和传统气泡臭氧化。微气泡催化臭氧化处理中,臭氧微气泡收缩破裂和活性炭催化的协同效应可强化·OH氧化反应,其对TOC去除的贡献率可达到75%。·OH捕获剂的存在使得微气泡催化臭氧化TOC去除率下降,其中Na₂CO₃的抑制作用最为显著。微气泡催化臭氧化中,臭氧利用效率和反应效率亦得到强化,平均臭氧利用率为98.3%,累积TOC去除量和臭氧消耗量比值R可达0.128 mg·mg⁻¹。GC-MS分析结果表明,微气泡催化臭氧化酸性大红3R降解途径包括偶氮键断裂、萘环/苯环开环、小分子有机酸矿化等过程。     

Mn-Ce复合氧化物微球的制备及其催化氧化甲苯性能

为了开发高效稳定、具有低温活性的降解VOCs催化材料,采用传统水热法制备了一系列不同锰铈比的催化剂(MnO₂、Mn_0.95Ce_0.05O_x、Mn_0.90Ce_0.10O_x、Mn_0.80Ce_0.20O_x及Mn_0.60Ce_0.40O_x),利用SEM、BET、XRD、H₂-TPR、O₂-TPD、拉曼光谱等技术对催化剂的物理化学性质进行了表征分析,同时考察了其对甲苯的催化氧化活性。结果表明：通过简单的水热合成法合成出的Mn-Ce复合氧化物均为微球,但Ce的加入使得微球催化剂表面的纳米针消失,变为光滑的微球体;而不同的催化剂在氧化甲苯时呈现不同的催化氧化性能,其中Mn_0.80Ce_0.20O_x具有最佳的甲苯氧化性能,这是由于其具有较强的氧化还原性能、较高的化学吸附氧含量及存在Mn-Ce固溶体。因此,通过控制催化剂中Ce含量,可调控催化剂的形貌和物理化学特性,从而使Mn-Ce复合氧化物在甲苯催化氧化中展现出优异的催化性能。研究结果为新型高效降解VOCs催化材料的设计和开发提供了新思路。     

纳米铁酸铜催化过硫酸盐降解酸性红FRL

采用共沉淀法-焙烧制备纳米铁酸铜催化剂,利用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射 (XRD)对催化剂进行表征。以酸性红FRL为降解目标物,研究此催化剂催化过硫酸钠降解酸性红FRL的性能。考察了氧化剂浓度、催化剂用量和初始染料浓度对降解的影响。结果表明:催化剂经700 ℃焙烧3 h,可得到完整晶相的CuFe2O4;当初始污染物浓度为20 mg/L,过硫酸盐浓度为2.0 g/L,催化剂用量为2.0 g/L时,降解2.5 h,酸性红FRL染料溶液的降解率可达85.3%。实验所得催化剂可重复使用5次,同时酸性红FRL降解过程遵循准一级动力学方程。     

水溶液中活性艳红KE-3B的臭氧超声联合脱除

采用臭氧/超声联合技术去除模拟废水中的活性艳红KE-3B。臭氧/超声处理前后KE-3B的紫外可见吸收谱没有明显的变化。臭氧/超声联合作用、单独臭氧化和单独超声处理脱除活性艳红KE-3B模拟废水5 min后的去除率分别为97%、73%和5%,表明臭氧/超声联合降解活性染料具有更高的氧化速率。实验研究了pH值、臭氧投加量、超声能量密度、反应温度对超声/臭氧降解活性艳红KE-3B反应速率的影响,在实验研究范围内,随着溶液初始pH的增大,KE-3B的去除率先增大后减小,超声能量密度的改变对KE-3B的去除影响不大,温度升高有利于氧化反应的进行。在溶液初始pH值为9.0,臭氧投加量3.2 g/h,超声能量密度176 W/L,反应温度20℃时,浓度为100 mg/L的活性艳红KE-3B溶液的去除率最高。     

活性炭负载金属氧化物催化臭氧氧化甲硝唑

采用浸渍法制备了Fe、Ni、Ag、Ce 4种金属氧化物负载活性炭(MeOx/AC)催化剂,并用于甲硝唑(MNZ)的催化臭氧氧化降解,以考察其催化活性.在20 mg/h的臭氧投加量下,催化剂的加入(0.5 g)对MNZ(C0=5 mg/L;pH=5.5)的氧化和矿化有明显改善,其中NiOX/AC催化剂表现出较好的催化活性...     

NiO/AC催化臭氧氧化去除水中的苯酚

采用低温湿式浸渍法制备了负载氧化镍/活性炭(简称NiO/AC)催化剂。在不同pH、叔丁醇浓度等条件下,对NiO/AC与臭氧联合催化臭氧氧化苯酚的降解效果等进行了研究。用XRD、SEM及BET技术分析了活性炭与催化剂的组成、形貌及结构变化。结果表明,镍以棒状氧化镍的形式负载在活性炭表面,与AC相比,NiO/AC比表面积减少了47.9%。在O3/NiO/AC与苯酚的反应体系中,反应遵循羟基自由基(HO.)机理,苯酚的去除率比单独臭氧氧化提高了29%,且与溶液pH呈正相关。NiO/AC催化性能较稳定,镍离子最大析出浓度仅为7 mg/L,可重复使用。     

Ce-PbO_2/C电极的制备及其去除水中酸性红B

采用电沉积法制备铈修饰的PbO2/C电极,通过SEM、XRD、XPS及循环伏安对PbO2/C、Ce-PbO2/C电极进行表征,结果表明,Ce-PbO2/C电极比PbO2/C颗粒细小,表面均匀致密,电化学氧化能力较强,修饰电极中Ce以CeO2的形态存在。以Ce-PbO2/C为工作电极,电解浓度为1 000 mg/L的高盐酸性红B模拟活性染料废水,考察了电压、pH、电解质浓度、极间距对脱色率、氨氮去除率及COD去除率的影响。确定适宜工艺条件为：初始酸性红B溶液浓度为1 000 mg/L,pH值为6,电压10 V,电解时间1 h,电极间距1.5 cm,该条件下脱色率、氨氮去除率和COD去除率分别为99.98%、97.23%和90.17%。通过UV-Vis及GC-MS初步分析了降解过程可能存在的中间产物及降解途径。     

Ce-PbO2/C电极的制备及其去除水中酸性红B

采用电沉积法制备铈修饰的PbO2/C电极,通过SEM、XRD、XPS及循环伏安对PbO2/C、Ce-PbO2/C电极进行表征,结果表明,Ce-PbO2/C电极比PbO2/C颗粒细小,表面均匀致密,电化学氧化能力较强,修饰电极中Ce以CeO2的形态存在。以Ce-PbO2/C为工作电极,电解浓度为1 000 mg/L的高盐酸性红B模拟活性染料废水,考察了电压、pH、电解质浓度、极间距对脱色率、氨氮去除率及COD去除率的影响。确定适宜工艺条件为:初始酸性红B溶液浓度为1 000 mg/L,pH值为6,电压10 V,电解时间1 h,电极间距1.5 cm,该条件下脱色率、氨氮去除率和COD去除率分别为99.98%、97.23%和90.17%。通过UV-Vis及GC-MS初步分析了降解过程可能存在的中间产物及降解途径。     

臭氧光催化降解水中甲醛的研究

研究比较了3种光化学方法对水中低浓度甲醛的降解效果,考察了初始pH值、甲醛浓度和臭氧投加速率等因素对臭氧光催化(TiO_2/UV/O_3)降解甲醛的影响。结果表明,紫外臭氧(UV/O_3)、光催化(TiO_2/UV)和TiO_2/UV/O_3对甲醛的降解均符合表观一级反应动力学,TiO_2/UV/O_3降解甲醛的一级表观速率常数大于TiO_2/UV与UV/O_3之和,说明臭氧、光催化有明显的协同作用。pH值对臭氧光催化降解甲醛的速率几乎没有影响;甲醛初始浓度增加,表观反应速率常数下降,但甲醛的绝对去除量仍随初始浓度的增加而显著增加;臭氧投加速率增加,降解速率增加。甲醛降解的主要中间产物为甲酸,但甲酸在臭氧光催化反应过程中也快速降解而被矿化,说明臭氧光催化是一种能安全有效去除甲醛的方法。     

铁氧化物复合氧化铝催化臭氧化过程中溴酸盐的生成控制

以市售活性炭、硅藻土和氧化铝小球为载体,考察了负载铁基活性组分对催化臭氧化过程中溴酸盐的控制情况,其中,铁基复合氧化铝小球体现出更好的溴酸盐还原特性和催化剂稳定性,证实催化剂中铁氧化物是溴酸盐得到有效控制的主要活性组分。进一步考察了铁基复合氧化铝小球催化臭氧化处理实际原水过程中对溴酸盐的生成控制,以及反应过程中溶解性有机碳（DOC）的去除情况。结果表明,与单独臭氧化相比,该催化剂既能有效去除水中的溶解性有机物,又能明显抑制溴酸盐的生成,反应50h,其活性并没有明显下降。催化剂失活主要归因于吸附位点数量的下降,可以通过负载铁氧化物来实现催化剂的再生。