Fe3O4/石墨烯-H2O2预处理对污泥脱水性能的影响及其作用机理

采用共沉淀法制备四氧化三铁/石墨烯（Fe3O4/GE）材料,并对其进行表征,将其与H2O2组成非均相类Fenton体系用来预处理污泥,发现此类Fenton体系能显著降低污泥比阻（SRF）,并深入分析其作用机理。研究了pH、反应时间、反应温度以及Fe3O4/GE-H2O2投加量对污泥胞外聚合物（EPS）破解的影响。结果表明,适宜反应条件为：pH 4.0,反应时间为90 min,反应温度为50 ℃,Fe3O4/GE投加量为1 g·L-1,H2O2与Fe3O4/GE投加量之比控制在8~12之间。在该条件下,污泥上清液中的SCOD、多聚糖和蛋白质浓度分别由56.47、11.48和8.21 mg·L-1增加到498.31、406.72和286.29 mg·L-1。Fe3O4/GE-H2O2非均相类Fenton体系在有效破解EPS的同时,对于污泥的脱水性能也有明显的改善作用,促进了污泥的后续处理。     

纳米Fe3O4的制备及其对对硝基甲苯的催化降解

采用共沉淀法制备了纳米四氧化三铁（Fe3O4），并进行必要表征，制备所得的Fe3O4粒径与商品Fe3O4相当，均为15～20nm。在中性、碱性条件下，制备的材料表面带负电，而在弱酸性条件下，则带正电。制备出的Fe3O4与商品的Fe3O4一样，对对硝基甲苯具有相同的机械催化降解效率，均符合准一级反应动力学。     

活性炭/铁氧化物复合材料催化降解水中的苯酚

为了获得优良催化性能和分离性的复合材料,通过采用化学共沉淀法,把活性炭和铁氧化物进行复合,制备得到活性炭/铁氧化物复合材料。利用非均相Fenton反应处理模拟苯酚废水,考察了不同因素对苯酚去除率的影响。结果表明,在100 mL 100 mg/L的苯酚模拟废水中,复合材料m=0.1 g,温度为35℃,H2O2投加量为3 mL,pH=3,苯酚的去除率达到99%以上。制备得到的活性炭/铁氧化物复合材料具有磁性,能通过简单的磁分离技术就能快速从溶液中分离出来。通过对复合吸附材料降解稳定性的研究,发现经过5次循环使用后,苯酚去除率均在93%以上,表明其具有良好的循环使用性能。     

高频脉冲介质阻挡放电去除水中17β-雌二醇

实验采用高频脉冲介质阻挡放电工艺处理水体中的17β-雌二醇（E2）。结果表明,该工艺可以有效地降解水中的E2,E2的降解过程符合一级反应动力学模型。当体系脉冲峰-峰电压为24kV,初始浓度为100μg／L的E2在超纯水中的降解一级反应速率常数为0．1314min^-1。E2的降解速率常数随脉冲峰-峰电压的增大而升高,随E2初始浓度和溶液初始pH增加而降低,溶液初始电导率对E2的降解影响不大。     

类-Fenton体系对水中17β-雌二醇的光降解

以250W照明金属卤化物灯为光源研究了水中17β-雌二醇（E2）在类-Fenton体系中的光降解。结果表明，Fe（Ⅲ）／H2O2体系能有效地光降解E2。pH3～6范围内，E2光降解率及反应初始速率随酸度的增大而增大；H2O2初始浓度越大，E2降解率及反应初始速率越大；E2初始浓度越低，E2降解率越高，反应初始速率越低。     

类-Fenton体系对水中17β-雌二醇的光降解

以250W照明金属卤化物灯为光源研究了水中17β雌二醇(E2)在类Fenton体系中的光降解。结果表明,Fe(Ⅲ)/H2O2体系能有效地光降解E2。pH3～6范围内,E2光降解率及反应初始速率随酸度的增大而增大;H2O2初始浓度越大,E2降解率及反应初始速率越大;E2初始浓度越低,E2降解率越高,反应初始速率越低。     

集约化养猪废水SBR中17β-雌二醇高效降解菌的分离鉴定及其降解特性

从集约化养猪废水生物处理SBR的活性污泥中分离到3株高效降解17β-雌二醇(E2)的菌株,分别命名为ha、chs和hc。研究表明,这3株菌以E2为惟一碳源,在4 d内对初始浓度为1 mg/L E2的降解率为70%～95%。25℃条件下菌ha、chs和hc的一级反应动力学常数分别为0.0086、0.072和0.013。在温度为37℃时,3株菌的降解效率最高,在高浓度的氨氮和碱性pH的条件下,这3株菌均存在降解作用。其中,pH 9.05时,一级动力学常数菌ha降至0.0066,菌chs升至0.076,菌hc降至0.012。同时,在添加C源后,对降解有促进作用,并且C/N比在15∶1时降解效果较好。3株菌的一级反应动力学常数分别升到0.027、0.73和0.021。经16S rRNA基因序列分析鉴定为枯草芽孢肝菌(Bacillus subtilis)。     

好氧污泥对17β-雌二醇吸附性能的研究

研究了好氧活性污泥与失活好氧污泥对17β-雌二醇的吸附性能.17β-雌二醇初始质量浓度为500～10 000 ng/L,采用失活好氧污泥进行吸附,考察了吸附平衡时间、pH与温度对吸附的影响.研究结果表明,失活好氧污泥对17β-雌二醇的吸附在30 min内达到平衡;pH在6～9时对吸附没有影响,pH为9以上时,随着pH升高吸附量减少;温度升高吸附能力降低;其吸附符合Freundlich吸附,且呈线性吸附.在10、20、30 ℃时,Freundlich吸附常数KF分别为91.81、80.65、61.49 L/kg,分配系数Kd分别为561.80、 435.60、306.70 L/kg.另外研究了20 ℃时好氧活性污泥的KF与Kd,它们分别为91.72、514.90 L/kg,与同温下失活好氧污泥的KF和Kd差别均小于20%.     

含17β-雌二醇饮用水氯化消毒前后水质生物毒性的变化

选择饮用水中经常暴露的17β-雌二醇（E2）为研究对象,考察了含有E2饮用水在氯化消毒前后的水质生物毒性变化规律。小球藻急性毒性实验结果表明,不同浓度E2（0、2、4、8、16 mg·L-1）单独暴露条件下,其对小球藻的生长抑制率呈现出较为明显的剂量-效应关系,即随着E2暴露浓度的升高,对小球藻的生长抑制率有所增加;在较高氯投量下（E2与氯摩尔浓度比值为1：2和1：5）,氯化消毒后水样对小球藻的生长抑制率均高于氯化消毒前,而在低氯投量下（E2与氯摩尔浓度比值为4：1和1：1）,水样对小球藻的生长抑制率均低于氯化消毒前,表明低氯投量可降低E2产生的水质急性毒性风险。小球藻酶活性实验结果表明,无论是SOD活力、CAT活力,还是MDA含量,并没有出现因受E2暴露和氯氧化胁迫而产生显著上升的趋势,表明E2单独暴露或E2经氯化消毒后并不会对小球藻的酶活性产生显著影响。     

Fe/沸石对偶氮染料活性黑5的催化降解

为了对水中偶氮染料活性黑5的去除进行研究,通过沉淀法在沸石上负载Fe2O3制备出一种具有较高催化活性的催化剂,采用X-射线衍射仪（XRD）和扫描电镜（SEM）对其结构和形貌进行了表征,并利用Fe/沸石进行非均相Fenton反应处理模拟染料废水的研究,考察不同操作条件对活性黑5降解效果的影响。实验结果表明,活性黑5的脱色率随催化剂投加量的升高而升高,但是随着染料初始浓度的升高而降低。H2O2浓度和pH的升高均使得活性黑5的脱色率先升高而后降低。在最佳pH为3,最佳H2O2浓度为200 mg·L-1的条件下,活性黑5的脱色率达到最大,为95.7%。通过对催化剂Fe/沸石稳定性研究,发现经5次连续循环使用后,活性黑5脱色率仍然可保持在94%以上,说明该催化剂具有良好的循环使用性能。     

Fe3O4/ZrO2-H2O2非均相类Fenton体系对3,4-二氯三氟甲苯的降解

以浸渍法制备的新型纳米Fe3O4/ZrO2为催化剂,3,4-二氯三氟甲苯(3,4-DCBTE)为目标污染物,用Fe3O4/ZrO2-H2O2非均相类Fenton体系对目标污染物进行降解,考察催化剂的催化效果和温度、pH、H2O2投加量和掺杂比等因素对催化剂催化效果的影响。结果表明,以纳米Fe3O4/ZrO2作为催化剂的非均相类Fenton体系对3,4-二氯三氟甲苯的处理效果极佳;随着温度的升高,纳米Fe3O4/ZrO2的催化效果不断提高;当pH降低时,催化剂的催化效果有明显提升,原始pH(pH=5.7)时反应去除效果最佳,去除率可达88.6%;催化剂用量的增加同样可以提高3,4-二氯三氟甲苯的降解效率;催化剂中Fe3O4:ZrO2的物质的量比为1:2时效果较其他掺杂比的催化剂效果更好,去除率最终可以达到96.82%;当H2O2投加量增加时,3,4-二氯三氟甲苯的降解效率先提高后降低,投加量为0.3 mL时去除效果最好,几乎可以完全去除目标有机物。以Fe3O4/ZrO2-H2O2非均相类Fenton体系处理3,4-二氯三氟甲苯时,目标污染物的降解符合一级反应动力学。     

磁性BiOI/Fe3O4的合成及光催化降解水中的双酚S

利用简单的共沉淀法在室温条件下制备了磁性空心蜂窝状的BiOI/Fe3O4光催化剂,采用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外-可见光漫反射谱仪（UV-vis）、N2吸附-解析BET技术和振动磁强计（VSM）等仪器对其进行表征,并在可见光下催化降解双酚S（BPS）。结果表明,催化剂量为1.0 g·L-1、pH为9.0时,对BPS的去除率最高,可见光照90 min,BiOI/Fe3O4复合光催化剂对BPS的去除率可达90.6%。反应结束后,复合光催化剂在外加磁场作用下从反应体系中分离,循环实验5次后,其光催化效率仍保持在85.0%以上,表现出良好的稳定性。降解过程主要包含羟基自由基和光生空穴的氧化作用。沉淀法制备BiOI/Fe3O4简单可靠,条件可控,所制备的BiOI/Fe3O4具有良好的应用前景。     

复合纳米Fe2O3/TiO2可见光催化降解邻甲酚溶液的研究

以复合纳米Fe2O3／TiO2作为催化剂,日光色镝灯为光源,研究了邻甲酚溶液的可见光降解。考察了催化剂制备方法、催化剂使用量、溶液pH、催化剂重复使用等条件对可见光降解的影响。实验结果表明,1％Fe2O3／TiO2（n）对邻甲酚溶液的可见光降解效果最优,比Ti02（p25）的降解率提高了2．6倍。在实验条件下,可见光降解3h,邻甲酚溶液的浓度去除率达95．4％,TOC去除率为72．3％。在较宽的浓度范围内,邻甲酚的反应服从一级动力学反应方程,随着浓度的增大,反应速率常数不断降低。     

三种藻类引发水中17α-乙炔基雌二醇的光降解实验研究

研究了普通小球藻、铜绿微囊藻和柱孢鱼腥藻3种藻类引发水中17α-乙炔基雌二醇(EE2)的光降解.结果表明,在250 W高压汞灯(HPML,nm)的照射下,一定藻浓度下,EE2的光降解率可达19%-20%.另外,还研究光强、藻悬浮液浓度和EE2初始浓度等对EE2光降解速率的影响,发现在本实验体系中,光通量大、藻浓度高及EE2初始浓度低有利于提高EE2的光降解速率.     

阳离子表面活性剂改性四氧化三铁-沸石复合材料对水中刚果红的去除作用

制备了四氧化三铁-沸石复合材料(磁性沸石)和阳离子表面活性剂改性磁性沸石(有机改性磁性沸石),采用X射线衍射分析对有机改性磁性沸石进行了表征,通过批量实验考察了有机改性磁性沸石对水中刚果红的吸附性能,并对相关的吸附机制进行了讨论。实验表明,有机改性磁性沸石对水中的刚果红具备良好的吸附能力,且有机改性磁性沸石对刚果红的吸附能力远远高于磁性沸石。有机改性磁性沸石对水中刚果红的吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附平衡数据可以采用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevich(D-R)等温吸附模型加以描述。根据Langmuir等温吸附模型计算得到的有机改性磁性沸石对刚果红的最大吸附容量为146 mg/g(pH 7和30℃)。有机改性磁性沸石对水中刚果红的吸附属于自发和放热的过程。有机改性磁性沸石吸附水中刚果红的作用机制包括静电吸引、有机相分配、氢键和表面配位。X射线衍射分析结果表明,有机改性磁性沸石含四氧化三铁,吸附刚果红后的有机改性磁性沸石可以很容易地通过外加磁场的作用快速地从水中分离出来。上述结果表明,有机改性磁性沸石适合作为一种吸附剂去除废水中的刚果红。     

基于甘蔗渣衍生碳量子点的荧光适配体探针的制备及其对17β-雌二醇的检测效果

为实现灵敏、快速、特异性地检测水环境中的17β-雌二醇 (E2) ,以甘蔗渣衍生的碳量子点作为荧光信号,核酸适配体 (aptamer) 作为识别元素,构建了一种可以特异性检测E2的荧光探针,通过荧光强度的变化来定量检测E2并对检测效果进行分析。结果表明：核酸适配体能成功修饰在碳量子点的表面形成稳定的荧光探针;200 mg·L⁻¹的碳量子点与1 μmol·L⁻¹的aptamer为荧光探针的最佳构建比例;相对荧光强度与0~10 μg·L⁻¹质量浓度的雌二醇成正比,且最低检测限为0.42 μg·L⁻¹;该荧光探针可成功应用于水体中E2的检测,回收率为93.6%~106.5%。与传统的仪器检测方法相比,该荧光探针检测E2具有良好的选择性和重现性,还具有操作简单、成本低的优点。本研究成果可为核酸适配体构建的荧光探针在水环境检测中的推广应用提供参考。     

Fe0/Fe3O4复合材料同时去除水中多种重金属的效果

零价铁(Fe0)具有中等还原性,可通过还原反应或通过铁腐蚀产物的吸附和共沉淀过程去除水中重金属.但由于铁表面易钝化,导致铁腐蚀反应难以持续,这是限制Fe0应用的关键.因此,本研究通过原位制备零价铁复合体系(Fe0/Fe3O4),并采用批处理和连续流的流化床反应器考察了该复合体系同时去除水中Zn2+、Ni2+和Cr(Ⅵ)...     

Al2O3/β-40催化剂同时脱硫脱硝性能

以溶胶凝胶法制备的30% Al2O3/β-40为载体,采用浸渍法制备出负载不同金属氧化物的催化剂。采用XRD、H2-TPR、BET对催化剂结构和性质进行表征,以CO为还原剂考察催化剂的脱硫脱硝活性。结果显示12% NiO/30% Al2O3/β-40脱硫脱硝活性最佳,500℃时NO、SO2转化率均可达到90%以上。     

石墨烯和氮化碳改性CuMn2O4催化臭氧氧化效能的对比

为了开发新型功能材料,使用石墨烯(rGO)和石墨相C3N4(g-C3N4)对CuMn2O4进行改性.采用X射线衍射仪、比表面积分析仪、X射线光电子能谱仪和电化学工作站等对改性前后的CuMn2O4进行了表征;比较了改性前后CuMn2O4对二苯甲酮-4(BP-4)的降解效果以及对溴酸盐的抑制效果;分析了2种复合催化剂的结构...