泡沫镍负载TiO2电极光电催化降解废水中的农药敌百虫

采用溶胶-凝胶法制备泡沫镍负载TiO2电极,并用场发射扫描电子显微镜和XRD仪对其表面形貌、颗粒大小和晶体结构进行表征.以紫外灯为光源,负载TiO2的泡沫镍电极为阳极,Pt电极为阴极,建立光电催化体系,对废水中的农药敌百虫进行降解.当采用浓度0.02 mol/L的NaCl溶液为电解质溶液、初始废水pH为6.0、电流密度为2.5 mA/cm2、降解时间为120 min时进行光电催化反应,模拟敌百虫废水COD的去除率达到81.8％.     

Fe3O4-PTFE电极制备条件和双阴极电-Fenton反应条件的优化

制备了Fe₃O₄-聚四氟乙烯（PTFE）电极,优化了原料配比和焙烧温度。对比了Fe₃O₄-PTFE单阴极和Fe₃O₄-PTFE与乙炔碳黑-PTFE电极并联双阴极体系对模拟Rhb染料废水的处理效果。实验结果表明：在m（Fe₃O₄）∶m（PTFE）=3.0∶2.5、焙烧温度为300 ℃的条件下制备Fe₃O₄-PTFE电极,采用阴极电-Fenton法降解模拟Rhb废水的效果最佳,电解反应120 min时Rhb降解率达86.91%;Fe₃O₄-PTFE电极与乙炔碳黑-PTFE电极并联作为双阴极电解Rhb废水时,最佳电压为6 V,最佳初始废水pH为3,在此条件下电解反应120 min时Rhb降解率达91.65%。     

掺硼金刚石电极降解模拟焦化废水中的喹啉

采用掺硼金刚石（BDD）电极电化学氧化法降解模拟焦化废水中的喹啉,并通过GC-MS技术分析了喹啉的降解机理及途径。实验结果表明：在常温、初始喹啉质量浓度为50.0 mg/L、电解质Na₂SO₄浓度为0.05 mol/L、模拟废水pH为7、电解时间为2.5 h、电流密度为30 mA/cm²、极板总面积与模拟废水体积的比为160 cm²/cm³的条件下,喹啉降解率接近100%;TOC由初始时的29.43 mg/L降至5.76 mg/L,TOC去除率达80%;COD由初始时的95.25 mg/L降至20.65 mg/L,COD去除率达78%;在降解过程中,首先在喹啉苯环的5位和8位发生羟基化反应,然后苯环发生断裂,形成带有吡啶环的中间产物及羧酸类产物,最后氮杂环开环,生成二氧化碳和水。     

ZnO/氧化石墨烯的制备及其对亚硝酸盐的光催化降解

利用沉淀法制备了ZnO光催化剂,并将其负载在氧化石墨烯上,制得ZnO/氧化石墨烯复合材料,研究了该复合材料对亚硝酸钠的光催化降解效果。采用XRD和SEM技术对光催化剂进行表征。考察了初始亚硝酸钠质量浓度、溶液pH、ZnO/氧化石墨烯加入量对亚硝酸钠降解效果的影响。表征结果显示：ZnO/氧化石墨烯晶体的晶型发育良好、结晶度高;新生成的混晶结构提高了催化剂的光催化活性。实验结果表明：在初始亚硝酸钠质量浓度246 mg/L、溶液pH 5、ZnO/氧化石墨烯加入量1.0 g/L的条件下,经过150 min的紫外光降解,亚硝酸钠的质量浓度降至70 mg/L,亚硝酸钠的降解率为71.38%;ZnO与氧化石墨烯的协同效应有效提高了光催化反应体系的效率,ZnO/氧化石墨烯对亚硝酸钠的降解能力远高于氧化石墨烯和ZnO。     

电化学氧化-臭氧氧化联合方法处理罗丹明B模拟染料废水

采用碳黑-聚四氟乙烯（C-PTFE）为阴极的电化学氧化-臭氧氧化联合方法处理罗丹明B模拟染料废水,考察了初始pH、电解质浓度、电流和臭氧流量对废水处理效果的影响。实验结果表明：联合体系可高效处理罗丹明B废水,在初始pH为6、Na₂SO₄浓度为0.050 mol/L、电流为300 mA、臭氧流量为873 mg/h的条件下,反应3 min时废水的脱色率可达99.64%,120 min时废水COD去除率为83.17%,分别是同条件下单一臭氧氧化和电化学氧化的9.7倍和21.7倍;COD去除过程符合一级反应动力学模型。臭氧通过破坏发色基团实现罗丹明B的降解,然后由体系产生的·OH实现废水的深度氧化处理。     

Ti_5O_9-Ti_4O_7电极电化学处理2,4,6-三硝基苯酚废水

采用压片-烧结法制备了Ti5O9-Ti4O7电极,采用XRD和SEM技术对Ti5O9-Ti4O7电极进行了表征。以自制的Ti5O9-Ti4O7电极为阳极,电解处理含2,4,6-三硝基苯酚(TNP)的模拟废水,考察了电流密度、电解质质量浓度、废水p H、废水温度和反应时间等因素对废水COD去除率和TNP降解率的影响。表征结果显示:该电极的主要成分为Ti5O9,并含有部分Ti4O7;该电极的比表面积较大。Ti5O9-Ti4O7电极电解处理含TNP废水的最佳实验条件为:电流密度20 m A/cm2、电解质Na2SO4质量浓度6.0 g/L、废水p H为7、废水温度30℃。在此最佳条件下电解反应180 min后,COD去除率为90.6%,TNP降解率为93.9%,表明Ti5O9-Ti4O7电极具有较高的催化能力和电流效率。     

纳米氧化锌的制备及其对对硝基氯苯的降解

采用蒸发氧化法制备纳米ZnO。当炉温为1100℃、空气流量为0．6m^3／h、锌粒加入量为5g时,得到高纯度类四锥体和柱形纳米ZnO。以该ZnO为光催化剂,对对硝基氯苯进行光催化氧化,考察了ZnO的加入量、对硝基氯苯的初始浓度、溶液pH等对对硝基氯苯降解率的影响。在ZnO质量浓度为0．5g／L、对硝基氯苯质量浓度为30mg／L、pH为7、光照时间为100min的条件下,对硝基氯苯降解率为98％。     

活性炭纤维负载TiO2催化剂的制备及其电催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了活性炭纤维负载TiO₂催化剂（TiO₂/ACF）,并通过SEM和XRD等手段对TiO₂/ACF进行了表征。以邻苯二甲酸二甲酯（DMP）为目标降解物,考察了催化材料的电催化活性。实验结果表明：在反应温度为25 ℃、初始DMP质量浓度为100.0 mg/L、电解质Na₂SO₄质量浓度为100 mg/L、电流密度为62.5 mA/cm²、电极板间距为4 cm的条件下,经过40 min的降解,DMP质量浓度为1.8 mg/L,DMP去除率为98.2%;TiO₂/ACF在反应过程中可以原位再生,经6次重复使用后仍保持很高的催化活性,对DMP的去除率仍达90%以上。     

用Ti/SnO2-RuO2电极处理黑索金废水

利用刷涂法制备了Ti/SnO2-RuO2电极,并通过SEM、XRD等测试手段对其进行形貌及结构表征。利用该电极为阳极处理黑索金(RDX)废水,考察了电解质种类、电解质质量浓度、废水pH、电流密度以及电解时间等对RDX电催化氧化效果的影响。实验结果表明,当处理100 mL质量浓度为50 mg/L的RDX废水时,以Na2SO4为电解质、Na2SO4质量浓度为5.0 g/L、废水pH为7、电流密度为15 mA/cm2、电解时间为300 min的条件下,RDX去除率达到82.55%,COD去除率达到55.41%。     

介孔碳修饰石墨电极处理模拟硝基苯废水

采用水热合成—高温碳化—涂饰的方法制备了介孔碳修饰石墨电极,并将其用于模拟硝基苯废水的电化学处理,考察了废水pH、电流密度、电解质投加量对处理效果的影响。表征结果显示,修饰电极表面具有丰富的介孔结构,因而比石墨电极具有更高的硝基苯去除率和苯胺生成量。实验结果表明,在废水pH为7.0、电流密度为15 mA/cm~2、电解质硫酸钠投加量为1.775 g/L的条件下处理初始硝基苯质量浓度为100 mg/L的模拟废水,电解3.0 h时的硝基苯去除率高达99.6%,苯胺生成量最高达45.54 mg/L。     

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 %。     

粉煤灰的改性及对刚果红的吸附

分别采用沸水浸泡、酸浸、碱浸和加热的方法对粉煤灰进行改性处理,利用FTIR仪和XRD仪对改性粉煤灰的成分和官能团进行了分析,并利用改性粉煤灰对模拟刚果红废水进行脱色。实验结果表明：碱改性粉煤灰中含有大量官能团,以及NaPl型沸石类物质,能够明显提高粉煤灰对刚果红的吸附性能;与活性炭相比,碱改性粉煤灰具有更高的性价比;在初始刚果红质量浓度为20mg/L、碱改性粉煤灰加入量为50g/L的条件下,废水的脱色率可达87.52%;碱改性粉煤灰对刚果红的吸附过程遵循二级反应动力学,较好地符合Langmuir等温式和Freundlich等温式。     

稀土元素Pr辅助的类Fenton试剂氧化法处理染料废水

以靛蓝为目标污染物,采用稀土元素Pr辅助的类Fenton试剂氧化法处理模拟染料废水。制备了双金属氧化物催化剂Fe_2-xPr_xO₃,考察了催化剂中n（Pr）∶n（Fe）、催化剂加入量、初始靛蓝质量浓度、H₂O₂加入量、废水pH对废水脱色效果的影响。实验结果表明：Pr在很大程度上提高了类Fenton反应的效率,废水脱色率得到显著提高;在n（Pr）∶n（Fe）=1∶5、初始靛蓝质量浓度为30 mg/L、催化剂加入量为500 mg/L、H₂O₂加入量为40 mL/L、废水pH为3的最佳工艺条件下,反应50 min时废水脱色率达到92.78%。     

铝碳微电解法降解水中邻苯二甲酸酯

采用铝碳微电解法降解水中邻苯二甲酸酯（PAEs）。首先考察了初始废水pH、铝碳质量比和反应时间对邻苯二甲酸二甲酯（DMP）降解率的影响,然后分别考察了超声波频率、其他金属的添加和H₂O₂加入量对铝碳微电解法降解模拟混合PAEs废水中DMP、邻苯二甲酸二乙酯（DEP）和邻苯二甲酸二丁酯（DBP）的影响。实验结果表明：在初始DMP质量浓度为20 mg/L、初始废水pH为12.0、铝碳质量比为1∶1、反应时间为30 min的条件下,DMP降解率达49.94%;在上述最佳反应条件下处理DMP,DEP,DBP的质量浓度分别为20,10,8 mg/L的模拟混合PAEs废水,当超声波频率为80 kHz时,模拟混合PAEs废水中DMP,DEP,DBP的降解率分别为63.38%,32.75%,32.23%,当铝铁质量比为100∶1时,DMP,DEP,DBP的降解率分别为59.61%,37.39%,31.50%;添加铜和H₂O₂对PAEs的降解有抑制作用。     

一株吡啶降解菌的筛选及其降解性能

以吡啶为唯一碳源,从焦化厂活性污泥中分离得到一株对吡啶具有高效降解能力的菌株B1,对其进行了菌种鉴定。通过单因素实验研究了菌株B1适宜的降解条件,对反应过程进行了动力学拟合,并考察了菌株B1对焦化废水中吡啶的降解效果。实验结果表明:菌株B1为革兰氏阴性菌,属于不动杆菌属(Acinetobacter sp.);菌株B1适宜的降解条件为降解温度30℃、初始pH为7、摇床转速150 r/min;菌株B1对吡啶的降解过程符合零级反应动力学模型,当初始吡啶质量浓度为300 mg/L时,降解速率常数最高达到21.103 mg/(L·h);用菌株B1对初始吡啶质量浓度为430 mg/L的实际焦化废水处理74 h后,吡啶降解率可达74.26%。     

赤泥制备含钛聚硅酸铝铁及亚甲基蓝溶液的混凝脱色

以拜耳法赤泥为原料、Na Cl为助溶剂,采用酸浸法溶出赤泥中的铁、铝元素,再与硅酸钠、硫酸氧钛反应制备出高效混凝剂含钛聚硅酸铝铁(T-PSAF),并将其用于模拟亚甲基蓝印染废水的脱色。实验结果表明:在硫酸浓度为8 mol/L、液固比(硫酸体积与干赤泥质量之比)为14 m L/g、酸浸温度为80℃、酸浸时间为80 min、Na Cl加入量为0.10 g/g(以干赤泥计)的优化酸浸条件下,铁、铝的浸出率分别为88.25%和73.21%;在n(Fe+Al)∶n(Ti)∶n(Si)=0.3∶0.3∶1、熟化p H为4~5、熟化时间为2 h、混凝剂加入量为25 m L/L的优化混凝条件下,初始亚甲基蓝质量浓度为10 mg/L的废水的脱色率可达87.1%,而当初始亚甲基蓝质量浓度增至150~200 mg/L时废水脱色率可达99%以上。     

铁-锰-碳微电解法处理对苯二酚废水

在传统铁-碳微电解填料(简称铁-碳填料)中加入锰粉进行改性,制备了规整化铁-锰-碳改性微电解填料(简称铁-锰-碳填料),并采用该填料处理质量浓度为1 000 mg/L的模拟对苯二酚废水。实验结果表明:在铁-锰-碳填料投加量25.0 g/L、反应时间4.0 h、锰粉质量分数9%、初始废水pH为3的最佳工艺条件下,对苯二酚去除率达95.55%;与铁-碳填料相比,铁-锰-碳填料可大幅提高对苯二酚的去除率,且对废水pH的适应范围较宽;采用铁-锰-碳填料处理对苯二酚废水的过程中,废水pH大体呈现先上升后下降的趋势;由降解中间产物可推断对苯二酚首先被氧化为对苯醌,然后逐渐降解为有机酸。     

金属有机骨架材料Cu3(BTC)2对刚果红的吸附

采用溶剂热法合成了金属有机骨架材料Cu_3(BTC)_2(BTC为均苯三甲酸根),并对其进行了XRD表征。考察了刚果红初始质量浓度、溶液pH及Na~+浓度等工艺参数对Cu_3(BTC)_2吸附刚果红效果的影响,对其吸附热力学和动力学进行了研究。结果表明:刚果红初始质量浓度增大,吸附量增大,脱色率逐渐降低;酸性条件下的吸附性能好于碱性条件;Na~+对吸附具有抑制作用,Na~+的浓度越高,抑制作用越明显;Cu_3(BTC)_2对刚果红的吸附符合Langmuir吸附等温模型和准二级动力模型。