无极紫外光降解染料活性艳红X-3B的研究

实验将一种新型光源--无极紫外灯,应用于染料废水的降解,考察了反应过程中,染料脱色率、TOC去除率、pH值以及反应前后高效液相色谱图谱的变化情况.实验表明,染料活性艳红X-3B经过无极紫外光处理110 min后,脱色率达96%,TOC去除率达66%,而pH值则是先降低后缓慢升高.     

活性炭负载CuO催化过硫酸盐去除活性艳红X-3B染料

利用活性炭吸附法及基于SO-4·的高级氧化技术,以活性炭和过渡金属氧化物Cu O为催化剂,催化过硫酸盐产生SO-4·降解活性艳红X-3B染料。结果表明,活性炭负载Cu O催化过硫酸盐可有效去除活性艳红X-3B,色度去除率达90%以上,显著优于活性炭(21.53%)、过硫酸盐(46.88%)、活性炭催化过硫酸盐(53.67%)(P0.05)。活性艳红X-3B的催化降解效果受Cu O负载量、pH、过硫酸盐投加量、温度的影响。单因素法研究表明,各因素最佳条件为:负载量活性炭与Cu O质量比为1∶5,投加量0.2 g,pH为3,过硫酸钠投加量0.2 g,反应温度40℃,活性艳红X-3B的色度去除率分别达到91.34%、95.57%、98.54%和98.81%,COD去除率分别为82.73%、88.89%、87.60%和93.46%。     

氧化亚铜光催化降解活性艳红的研究

制备了纳米SiO2-Cu2O复合氧化物,并对其进行表征。研究了SiO2-Cu2O在可见光照射下光催化降解活性艳红X-3B的性能。考察了催化剂组成、活性艳红浓度、催化剂用量、H2O2等对光催化反应的影响,还研究了Cu2O光催化反应动力学。结果表明,用SiO2摩尔含量为2%的SiO2-Cu2O光催化降解活性艳红,反应4 h,活性艳红降解率达到85%,降解反应为一级反应。     

电解液条件对苯酚降解及羟自由基生成的影响

以钛基Pb O2电极为活性阳极,通过电化学氧化法降解处理苯酚模拟废水,系统考察了羟自由基(·OH)抑制剂、支持电解质、酸碱性等电解液条件对苯酚水溶液COD去除率的影响。同时,以水杨酸(SA)为·OH捕捉剂,通过高效液相色谱分析技术对不同电解液条件下·OH的生成量进行间接检测。结果发现,Pb O2电极上苯酚水溶液的COD去除符合一级反应动力学规律,其表观反应速率常数在分别加入·OH抑制剂Na HCO3、Na2CO3和叔丁醇时显著下降,表明苯酚的电化学氧化降解遵循·OH反应机理;支持电解质对电解液体系中·OH生成量的影响不明显,主要通过在阳极氧化生成的氧化剂参与苯酚的降解,以Na Cl为支持电解质时降解效率最高,其次是Na2SO4,最后为Na NO3;随电解液p H值的增加,苯酚水溶液的COD去除速率不断提高,而·OH的生成量在碱性条件下亦显著增加。     

低强度紫外线催化降解活性艳红X-3B溶液研究

研究了低强度紫外线对活性艳红X-3B溶液的处理效果．考察了紫外线波长、溶液pH、起始浓度、催化剂用量、温度及曝气条件对染料降解的影响。结果表明，365nm紫外线(UV356nm)的处理效果明显优于254nm紫外线(UV254nm)，反应最适pH为3．0～5．0，最佳TiO2投加量为2．0g／L，最适温度为40℃，通入空气或氧气均能加速活性艳红X-3B的降解。在上述条件下，起始浓度为50mg／L的活性艳红X-3B在150min内可完全分解。     

三维粒子电极处理染料废水的效能及机制

以自制的负载Sb掺杂Sn O2的陶瓷颗粒为粒子电极,构建三维电极体系,对其处理活性艳红X-3B废水的效能进行研究,并借助于循环伏安曲线、羟基自由基的荧光光谱检测技术对三维粒子电极体系的电催化氧化机制进行研究。结果表明,优化槽电压为13 V,处理时间为60 min时,三维电极体系对活性艳红X-3B废水的COD去除率和相应能耗分别为85.6%与16.8 k W·h/(kg COD),与二维电极体系相比COD去除率提高了32.9%,能耗降低了33.3%。UV-Vis吸收光谱分析表明电催化氧化技术可以破坏活性艳红X-3B分子中的偶氮键、苯环和萘环,将大分子降解为小分子。电催化氧化机制研究表明,在本实验条件下三维电极主要通过间接氧化而不是直接氧化提高电催化氧化效能,即在三维粒子电极体系中羟基自由基的产生量多于二维电极体系,从而实现高效低耗处理活性艳红X-3B废水。     

紫外光助臭氧化处理活性艳红K-2BP废水研究

以 30 0W高压汞灯为光源 ,研究了紫外光联合臭氧化、单纯臭氧氧化及单纯紫外光照处理 4 0 0mg/L的活性艳红K 2BP废水的可行性。结果表明 :光催化臭氧化可加速有机物的矿化。在同样时间条件下 ,三者氧化能力由大至小为 :UV/O3 >单独O3 >单独UV。运用TOC、紫外 可见光谱 (UV Vis)、毛细管电泳 (CE)等分析技术初步探讨了紫外光催化臭氧化活性艳红K 2BP溶液的降解效果及降解机理。     

天然沸石负载La2O3-ZnO-TiO2光催化降解活性艳红K-2BP

利用80目天然斜发沸石作载体制备La2O3(0.5%)-ZnO(20%)-TiO2/沸石复合光催化剂,以20 W紫外灯为光源,在自制的光催化反应器中降解活性艳红K-2BP,考察了光照时问、空气通入量、催化剂用最、溶液初始浓度、H2O2与Fe3 投加量等对活性艳红K-2BP光催化降解率的影响.结果表明,当溶液初始浓度为60 mg/L,催化剂投加量为12 g/L,通气量为1 200 mL/min,光照2.5 h,活性艳红K-2BP的降解率可达99.2%;H2O2和Fe3投加量为4 mL/L和3 g/L时,光照1 h活性艳红K-2BP降解率分别为100%和97.2%.紫外-可见吸收光谱显示,LZTZ光催化剂町有效降解印染废水.     

Fe^0-厌氧微生物体系处理活性艳红X-3B的试验研究

采用间歇式摇床试验,研究了葡萄糖共基质条件下Fe^0-厌氧微生物体系中Fe^0投加量、pH值、染料初始浓度对活性艳红X-3B模拟废水脱色率的影响,比较了Fe^0-厌氧微生物、纯厌氧微生物及纯Fe^0 3种体系中废水的脱色效果。结果表明：Fe^0-厌氧微生物体系中初始浓度（50～500mg／L）对活性艳红X-3B的脱色率影响不大;而Fe^0投加量、pH值存在一个最佳范围;当Fe^0投加量为260mg／L,pH值为6．0,污泥浓度为0．35gVSS／L,停留时间约为30h时,体系中活性艳红X-3B的脱色率可达90％左右,比相同试验条件下纯Fe^0、纯厌氧微生物体系达到此脱色率所需时间分别缩短了约1／2、7／10。在Fe^0-厌氧微生物体系中,由紫外可见分光光度分析可推测活性艳红X-3B的脱色机理主要是其偶氮键发生断裂,生成苯胺和萘类物质,而且苯胺和萘类物质能得到进一步降解。     

Fe0-厌氧微生物体系处理活性艳红X-3B的试验研究

采用间歇式摇床试验,研究了葡萄糖共基质条件下Fe0-厌氧微生物体系中Fe0投加量、pH值、染料初始浓度对活性艳红X-3B模拟废水脱色率的影响,比较了Fe0-厌氧微生物、纯厌氧微生物及纯Fe03种体系中废水的脱色效果.结果表明:Fe0-厌氧微生物体系中初始浓度(50～500 mg/L)对活性艳红X-3B的脱色率影响不大;而Fe0投加量、pH值存在一个最佳范围;当Fe0投加量为260 mg/L,pH值为6.0,污泥浓度为0.35 g VSS/L,停留时间约为30 h时,体系中活性艳红X-3B的脱色率可达90%左右,比相同试验条件下纯Fe0、纯厌氧微生物体系达到此脱色率所需时间分别缩短了约1/2、7/10.在Fe0-厌氧微生物体系中,由紫外可见分光光度分析可推测活性艳红X-3B的脱色机理主要是其偶氮键发生断裂,生成苯胺和萘类物质,而且苯胺和萘类物质能得到进一步降解.     

超声前处理强化活性炭吸附活性艳红X-3B染料废水

探究了超声前处理活性艳红X-3B染料废水强化活性炭吸附降解性能及不同超声参数的影响规律,包括超声功率和超声时间。研究结果表明,超声前处理活性艳红X-3B染料废水可通过空化效应使有机大分子裂解为小分子易于被活性炭吸附,同时可强化其到活性炭微孔中传输,提高了活性炭吸附降解性能,最佳超声功率为320 W。浓度越高,所需超声时间越长,当超声达到一定时间后,继续超声不会影响染料分子的吸附。超声前处理虽然不会改变吸附平衡时间,但可有效增加活性炭处理活性艳红X-3B染料废水的饱和吸附量。     

非活体生物质对水中活性艳红X-3B的吸附研究

研究了4种非活体生物质(米酒糟、花生壳、柚子皮、稻草秸秆)对模拟废水中活性艳红X-3B的吸附条件及吸附机理。结果表明,活性艳红X-3B初始浓度为100 mg/L、pH为1.0~2.0、吸附剂浓度为10 mg/L时,4种吸附剂对活性艳红X-3B的吸附率可达到80%。吸附在60 min左右达平衡后最大吸附量的顺序为:米酒糟(58.8 mg/g)花生壳(28.0mg/g)柚子皮(23.6 mg/g)稻草秸秆(19.5 mg/g)。在达最大吸附率时,米酒糟的用量可减少一半、pH范围可宽为1.0~6.0,且吸附量是另三者的2倍以上。综合比较,米酒糟具有较强的吸附废水中活性艳红X-3B的能力,可作为废水中活性染料的吸附剂使用。而花生壳、柚子皮和稻草秸秆的吸附能力相对较弱,不是理想的吸附材料。数学模型模拟表明,米酒糟和柚子皮的吸附过程更符合Freundlich方程,而花生壳和稻草秸秆更符合Langmuir方程;动力学研究表明4种吸附剂的吸附拟合更符合拟二级动力学方程。     

高铁酸盐对活性及分散染料的脱色研究

采用湿法制备了高铁酸钾(K₂FeO₄)氧化剂,研究了其对染料活性艳红X-3B(X-3B) 和分散蓝2BLN(2BLN)在不同pH条件下的脱色效果,并对Al₂ (SO₄)₃、K₂FeO₄及O₃对活性及分散染料的脱色效果进行了比较。结果表明：高铁酸钾对活性及分散染料的脱色效果明显, X-3B脱色率随pH的增加不断提高,2BLN脱色率在pH 6～10范围内无明显变化,在pH＝5时达到最大值。在X-3B及2BLN浓度同为100 mg／L,pH分别为10、5, K₂FeO₄浓度分别为100 mg／L和200 mg／L时,BLN及X-3B的脱色率分别达到92.3％和87.3％。在相同条件下,K₂FeO₄对活性艳红X-3B的脱色效果好于Al₂(SO₄)₃和O₃; 而K₂FeO₄对分散蓝2BLN的脱色效果虽比Al₂ (SO₄)₃稍差,但比臭氧的脱色效果要好。同时还研究了K₂FeO₄对活性及分散染料的脱色机理,结果表明： 高铁酸钾对X-3B的脱色依赖于K₂FeO₄的氧化作用,而对的2BLN的脱色则以絮凝为主。     

光助非均相Fenton体系用于活性艳红X-3B脱色的研究

在光助非均相Fenton体系中,采用一种稀土铈铁复合(CeFe)材料作为催化剂,并探讨了该反应体系在不同条件下活性艳红X3B的脱色效果。结果表明:该光助非均相Fenton反应在前10min符合一级反应动力学。采用掺杂0.08mol/L铈制备的CeFe材料对活性艳红X3B具有最佳的脱色效果,在pH3.0、H2O234mg/L、UV253.7nm条件下,10min内该反应体系速率常数k达到0.2456min-1,明显高于相同条件下的UV/H2O2(0.0446min-1)、UV/CeFe(0.0306min-1)体系的速率常数。     

Photocatalytic degradation of textile dye X3B by heteropolyoxometalate acids

Reactive brilliant red X3B, one recalcitrant textile dye, was decolorized in water by (Photo)-Fenton reactions and TiO(2) photocatalysis [Chemosphere 43 (2001) 1103]. Complementary to this study, the present work has shown the effectiveness of several Keggin-type heteropolyoxomatalates (POM) as a photocatalyst for X3B degradation in water at pH 1.0 under UV light (lambda>/=320 nm) irradiation. Among four POMs, the relative activity was observed to be H(3)PW(12)O(40)z.Gt;H(4)SiW(12)O(40)>H(4)GeW(12)O(40)>H(3)PMo(12)O(40). The reaction was dependent of pH, light intensity and the catalyst loading, but not obviously of the molecular oxygen dissolved in water. Compared to the photocatalyst of TiO(2) (Degussa p25), H(3)PW(12)O(40) was less efficient for the dye bleaching and mineralization. The mechanism study reveals that hydroxyl radicals are involved in the degradation of X3B (and Rhodamine B) by POM photocatalysis.     

真空紫外灯动态降解空气中低浓度甲醛的研究

以集中空调中处理室内可挥发性有机物(VOCs)为应用背景,搭建了试验台.实验研究了真空紫外灯(主波长254 nm,185 nm)降解甲醛的影响因素以及产生O3的情况.研究表明,在产生的O3浓度低于室内空气质量标准(0.16mg/m3)的情况下,真空紫外灯也能够高效地降解空气中低浓度甲醛(＜1 mg/m3);甲醛降解率与反应器空气流速及甲醛初始浓度成反比;降解速率与甲醛初始浓度成正比,与反应器空气的流速成反比;绝对湿度对真空紫外灯降解甲醛有一定的影响;反应器空间大小对甲醛降解影响比较显著.应用于集中空调系统净化室内空气中VOCs,取得了很好的效果.     

铁及铁铜氧化物对臭氧氧化酸性红B的催化效能

采用自蔓延溶胶凝胶法分别制备了铁氧化物和铁铜复合氧化物催化剂,以酸性红B为降解对象,对比了单独臭氧氧化、铁氧化物和铁铜复合氧化物催化臭氧氧化对酸性红B的降解效果,考察了磁力搅拌速度(500～1 640 r/min)、溶液pH(3～11)、臭氧投加速率(3.55～28.4 mg/min)对铁铜复合氧化物催化性能的影响。结果表明,与单独臭氧氧化比较,铁氧化物和铁铜复合氧化物均能加速酸性红B的降解,促进色度和COD的去除,结合催化剂的表征结果,推断催化剂表面羟基促进臭氧分解产生.OH是其氧化性能较好的主要原因,另外,催化剂的吸附能力对催化性能也有一定影响。随着磁力搅拌速度、溶液pH、臭氧投加速率的增大,铁铜复合氧化物催化臭氧氧化酸性红B的效果越好。     

Mineralization of organic micropollutants (homologous alcohols and phenols) in water by vacuum-UV-oxidation (H2O-VUV) with an incoherent xenon-excimer lamp at 172 nm

Twenty different organic micropollutants (for example C1-C8 homologous alcohols and some phenols) in aqueous solution were subjected to vacuum-UV-oxidation (H2O-VUV) within a xenon-excimer flow-through photoreactor. The incoherent xenon-excimer lamp used exhibited an emission maximum at 172 nm. At this wavelength water is efficiently photolyzed with formation of hydrogen atoms and of highly oxidative hydroxyl radicals. The short lived hydroxyl radicals initiate a series of complex interrelated radical reactions that lead finally to the mineralization of the organic material dissolved in water. The efficiency of the total organic carbon (TOC) diminution is dependent on the nature of the organic substrate treated. For example, in the series of homologous alcohols the substrate methanol is mineralized faster than 1-octanol by a factor of 2.7 under identical conditions of VUV treatment and with similar initial TOC content of the water ranging between 40 and 50 ppm.