过渡金属离子活化过硫酸盐去除土壤中的芘

比较研究了Fe~(2+)、Co~(2+)和Ag~+活化Na_2S_2O_8及KHSO_5对土壤中芘的氧化降解效果,并对上述反应过程进行动力学研究及芘降解产物成分分析。在土水质量比为1∶5,氧化剂和过渡金属离子添加摩尔比为10∶1,30℃恒温水浴磁力搅拌及反应时间5~120 min条件下开展了系列实验。结果表明,3种离子中Fe~(2+)活化Na_2S_2O_8氧化降解芘的去除效果最优,反应120 min后芘去除率为93.4%;Co~(2+)是活化KHSO_5的最佳过渡金属离子,反应5 min后芘去除率达94.5%,在反应120 min后芘去除率增高至97.0%。此外,降解动力学拟合结果表明Fe~(2+)、Co~(2+)和Ag~+活化Na_2S_2O_8和KHSO_5降解芘的过程符合准一级反应动力学,且土壤中绝大部分芘可被活化过硫酸盐体系氧化降解。     

纳米铁协同超声降解氯苯的研究

报道了纳米铁协同超声波降解一氯代苯 (CB)的研究。探讨了有效声强、pH、CB初始浓度对降解效果的影响。比较了纳米铁协同超声波和单纯超声波对CB的降解效果和降解速率 ,反应 2 0min时 ,纳米铁协同超声波的降解率达到95 % ,而单纯超声波的降解率仅为 1 0 8%。上述两者都符合准一级反应动力学 ,超声波降解CB的准一级速率动力学常数k=6× 1 0 -3 min-1 ,而协同作用降解CB的准一级动力学常数k =1 6 3× 1 0 -1 min-1 ,提高了 2 7倍。     

二价铁活化过硫酸盐降解土壤中十溴联苯醚

研究了Fe~(2+)活化过硫酸钠产生的硫酸根自由基降解土壤中十溴联苯醚(PBDE~(-2)09)的效果,分别考察了Na2S2O8的用量、初始pH值、Na2S2O8与Fe~(2+)摩尔比例、反应时间4个因素对降解效果的影响。通过正交实验确定了降解污染物的最优条件。结果表明,在Na2S2O8用量为0.8 mmol·kg~(-1),初始pH为5,Na2S2O8与Fe~(2+)摩尔比为2∶1,反应时间为30 min的最优条件下,降解率达96.36%。分子探针竞争实验表明体系中产生了硫酸根自由基。Fe~(2+)活化过硫酸钠降解PBDE~(-2)09反应过程符合一级反应动力学。     

Fe(Ⅱ)活化过硫酸钠去除水中三氯生

采用Fe~(2+)活化过硫酸钠(SPS)对水中三氯生(TCS)的去除进行了研究,考察了Fe~(2+)、SPS的投加量、TCS初始浓度、p H值和腐殖酸(HA)等对TCS去除的影响,GC-MS鉴定识别了降解产物。结果表明Fe~(2+)活化SPS工艺能有效去除TCS,2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)为其主要降解产物,SPS浓度为1.0 mmol·L-1,Fe~(2+)的投加量为0.4 mmol·L-1时,初始浓度为460μg·L-1的TCS 2 min后去除率可达93.87%,TCS慢速反应阶段的降解符合一级反应动力学方程,其动力学常数K=0.140 min-1。TCS的去除随Fe~(2+)浓度的增加先增大后减小,高浓度的Fe~(2+)不利于2,4-DCP的降解,适量提高SPS浓度有利于TCS的去除和2,4-DCP的降解,TCS去除随初始浓度增大而降低,酸性环境有利于TCS的去除,腐殖酸对TCS的去除具有抑制作用,低浓度腐殖酸不利于2,4-DCP的降解。     

以泡沫镍为阴极的电芬顿法对苯酚的降解

电芬顿是一种高级氧化技术,其中电极材料对其处理效果有较为明显的影响。为提高电芬顿系统处理效率,选用泡沫镍电极作为阴极,以H_2O_2浓度为指标,探究了操作条件(p H、电流密度、曝气速率、电极间距)对其催化产H_2O_2性能的影响,并利用苯酚作为模拟污染物研究降解效果。实验结果表明,泡沫镍具备优异的阴极性能,其最佳工作条件为:p H=3,电流密度i=3 m A/cm~2,曝气量10 L/h,电极间距3 cm,在此条件下反应60 min后H_2O_2浓度可达45 mg/L。使用泡沫镍作为阴极降解苯酚废水,研究了Fe~(2+)投加量对去除率的影响。在最佳Fe~(2+)量(40 mg/L)下,反应2 h后苯酚及COD去除率分别达到95%和80%。其降解反应符合准一级动力学方程,表观反应速率常数最大可达5.0×10~(-4)s~(-1)。     

超声联合芬顿技术对水中菲的降解

利用超声联合芬顿(US/Fenton)降解模拟水中的菲,考察降解过程中菲的反应动力学影响因素,如初始pH、H_2O_2投量、反应温度、H_2O_2:Fe~(2+)比值、超声功率。进一步通过气相色谱/质谱(GC/MS)检测其中间产物,并推测降解途径。结果表明:US/Fenton可有效降解水中的菲,符合伪一级反应动力学模型,菲的降解速率随H_2O_2投量和温度的升高而增大;随H_2O_2:Fe~(2+)比值和超声功率的增大而降低;酸性条件(pH=3.0)是降解体系的最适宜环境,此时反应速率常数达到最大值0.035 min~(-1)。通过分析可知,菲降解的中间产物有9,10菲醌、2-羟基-9-芴、(1,1′)-二苯基-2,2′-二甲醛、9-芴酮,菲结构中的9,10位首先受到攻击,进而断链,再被氧化生成醛、羧酸、酚类物质,最后矿化成CO_2和H_2O。     

过硫酸盐氧化去除地下水中乙醇的研究

过硫酸盐原位化学氧化在治理地下水有机污染方面得到了广泛应用,但有关过硫酸盐氧化含乙醇土壤和地下水的研究报告较少。为了评价过硫酸盐氧化乙醇进行地下水修复的可行性,在不加入活化剂的情况下,开展了过硫酸盐氧化去除地下水中乙醇的批实验,主要考察了过硫酸盐投加方式和水温对去除效果的影响。结果表明:过硫酸盐能有效氧化去除地下水中的乙醇,增大过硫酸盐初始浓度可以促进乙醇的去除;过硫酸盐氧化乙醇的过程遵循准一级反应动力学方程,其速率常数为0.344 7d~(-1);分批投加过硫酸盐时应及时续投,避免SO_4~-·不足致使乙醇的去除速率降低;水温能影响过硫酸盐的分解速率,是影响乙醇去除效果的一个重要环境因素;过硫酸盐氧化乙醇会导致水体pH下降和氧化还原电位(ORP)升高。     

超声波／纳米铁协同降解氯代苯酚的试验

通过间歇试验对超声波／纳米铁协同降解氯代苯酚（CPs）废水进行了研究，结果表明，超声波／纳米铁协同对CPs的降解率明显高于单纯超声波和单纯纳米铁的降解率；协同体系、单纯超声波和单纯纳米铁降解CPs均符合准一级反应动力学，协同体系的降解速率较单纯超声波提高了5．1-5．6倍，较单纯纳米铁提高了17．7～21倍，并且比它们的几何迭加值高4倍以上；氯代苯酚降解的准一级速率常数和降解率满足以下规律：PEP〉2，4，5-TCP〉2，4-DCP〉3-CP；探讨了混合废水的降解：在混合废水体系中，结构易裂解的优先降解，然后为浓度高的优先降解。     

纳米ZrO2-SRB颗粒对酸性铬和氟污染地下水的修复

为使北京某地区地下水中超标污染物F~-、Cr(Ⅵ)、Cr(Ⅲ)、SO_4~(2-)等离子得到有效处理,基于微生物固定化技术,将所合成的纳米ZrO_2~-聚丙烯酰胺杂化材料作为包埋剂,对硫酸盐还原菌(SRB)进行固定化处理形成纳米ZrO_2-SRB颗粒,通过单因素实验优化了纳米ZrO_2-SRB颗粒对污染地下水的最佳反应条件。结果表明:当SRB投加量为35%、杂化材料投加量为300 mL、温度为35℃时,对地下水中F~-、Cr(Ⅵ)、Cr(Ⅲ)、SO_4~(2-)的去除率分别为92.4%、99.8%、99.7%、70.4%。还原和吸附动力学拟合结果表明:SRB对Cr(Ⅵ)、SO_4~(2-)的还原过程符合一级还原动力学;杂化材料对F~-、Cr(Ⅵ)、Cr(Ⅲ)、SO_4~(2-)的吸附过程符合二级吸附动力学。以上结果为处理铬和氟污染地下水提供重要的参考依据。     

壳聚糖/纳米CdS复合颗粒可见光光催化降解猩红B动力学研究

采用仿生矿化法制备了壳聚糖/纳米CdS复合颗粒光催化剂,并用于可见光光催化降解猩红B染料模拟废水,研究了猩红B初始浓度、pH、催化剂投加量和催化剂重复使用次数等因素对猩红B光催化降解的影响.X射线衍射(XRD)分析表明,壳聚糖能有效负载CdS纳米微晶.采用Langmuir-Hinshelwood模型描述壳聚糖/纳米CdS复合颗粒可见光光催化降解猩红B反应动力学行为,在猩红B初始质量浓度较低(≤20 mg/L)时,光催化降解过程符合假一级动力学方程.降低猩红B初始浓度和溶液pH都可显著增大光催化降解速率常数;催化剂投加量小于0.7 g/L时,光催化降解速率随其增加而增大,但催化剂投加量过大会使光催化降解速率减小;催化剂重复使用第5次时,猩红B光催化降解速率常数仍为第1次使用时的63.4%.     

超声波/纳米铁协同降解氯代苯酚的试验

通过间歇试验对超声波/纳米铁协同降解氯代苯酚(CPs)废水进行了研究,结果表明,超声波/纳米铁协同对CPs的降解率明显高于单纯超声波和单纯纳米铁的降解率;协同体系、单纯超声波和单纯纳米铁降解CPs均符合准一级反应动力学,协同体系的降解速率较单纯超声波提高了5.1~5.6倍,较单纯纳米铁提高了17.7~21倍,并且比它们的几何迭加值高4倍以上;氯代苯酚降解的准一级速率常数和降解率满足以下规律:PCP>2,4,5-TCP>2,4-DCP>3-CP;探讨了混合废水的降解:在混合废水体系中,结构易裂解的优先降解,然后为浓度高的优先降解。     

UV-TiO_2光催化氧化降解双酚A的动力学研究

采用自制光催化氧化反应器,研究了双酚A(BPA)在纳米TiO_2悬浆体系中的光催化氧化特性.结果表明:(1)UV-TiO_2对水中BPA有较强光催化氧化降解作用.在10 W低压汞灯照射下,当纳米TiO_2用量为1.0 g/L、pH为5.5、BPA初始质量浓度为10 mg/L、曝气量为4.0 mL/min、温度为室温、反应时间为120 min时,BPA去除率可达97.1%.当pH≥9.5时,120 min后BPA已经基本光催化氧化降解完全.(2)BPA的光催化氧化降解曲线均很好地符合一级反应动力学方程.其速率常数与纳米TiO_2用量、pH、BPA初始浓度、曝气量有关;促进·OH和电子-空穴对的生成是提高光催化氧化反应速率的重要途径.     

磁性纳米Fe_3O_4活化过硫酸盐降解水中磺胺甲恶唑

采用共沉淀法制备了具有较高催化活性的磁性纳米Fe_3O_4,并对其催化活化过硫酸盐(PS)降解磺胺甲恶唑(SMX)的性能进行了探究,考察了PS浓度、Fe_3O_4投加量、初始pH、共存阴离子(Cl~-、CO_3~(2-)、NO_3~-)以及腐殖酸(HA)对SMX降解效果的影响。SEM、EDS、FT-IR、XRD和BET表征结果表明,实验制备了较高纯度的Fe_3O_4纳米颗粒;重复性实验结果表明,Fe_3O_4具有良好的稳定性;催化降解SMX的实验结果表明,提高PS的浓度、增加Fe_3O_4的投加量均可提高SMX的降解率,且SMX的降解反应符合拟一级动力学。当PS浓度为0.5 mmol·L~(-1)、Fe_3O_4投加量为1.2 g·L~(-1)、初始pH=7.0时,Fe_3O_4活化PS降解SMX的效果最佳,在反应180 min后,SMX降解率达到93.3%。XPS光谱分析结果表明,反应过程中Fe~(2+)主要参与了活化PS降解SMX的过程。乙醇(EtOH)和叔丁醇(TBA)自由基淬灭实验结果证明,在Fe_3O_4/PS体系中同时存在SO_4~-·和·OH,SO_4~-·对SMX的降解发挥了主导作用。以上结果为含磺胺甲恶唑废水的处理提供了催化剂选择,也可为过硫酸盐高级氧化体系中阴离子和腐殖酸对反应的影响效果提供参考。     

Fenton试剂氧化降解水中的盐酸四环素

利用Fenton试剂对水中盐酸四环素(TC)氧化降解,考察H_2O_2/Fe~(2+)(摩尔比)、Fenton试剂投加量、溶液p H值对盐酸四环素去除的影响,研究了盐酸四环素降解过程及动力学特征。研究结果表明:对于初始浓度为0.10 mmol·L~(-1)的盐酸四环素,最优反应条件为p H值3.0,H_2O_2/Fe~(2+)=10∶1(物质的量之比),H_2O_2施加量1.58 mmol·L~(-1)。在该条件下反应60 min,盐酸四环素降解率达88.47%,对应TOC去除率为18.48%;紫外可见光谱扫描结果表明氧化过程中盐酸四环素的共轭结构被首先破坏;分别采用一级和二级动力学方程拟合降解过程,结果表明反应过程遵循二级动力学模型。     

Fenton氧化水中间氯硝基苯的动力学与机制研究

结合Fenton氧化反应动力学模型研究了Fenton氧化水中间氯硝基苯(m-ClNB)的影响因素和降解机制.结果表明:(1)反应初始pH、H2O2浓度、Fe2+浓度、污染物初始浓度和反应温度对m-ClNB的降解均有明显影响.在反应初始pH为3.5、m-ClNB初始摩尔浓度为0.444mmol/L、H2O2摩尔浓度为21.55mmol/L、Fe2+摩尔浓度为0.054mmol/L、反应温度为(25土1)℃的条件下,m-ClNB的去除效果较好.(2)建立了Fenton氧化m-ClNB的准一级反应动力学模型,且m-ClNB的降解与该模型拟合良好.基于不同反应温度时的准一级反应速率常数(kap),得到了m-ClNB降解的阿累尼乌斯公式,且活化能为36.51kJ/mol.(3)气相色谱(GC)/质谱(MS)和高效液相色谱(HPLC)/MS分析表明,Fenton氧化m-ClNB的主要产物有4-氯-2-硝基苯酚及其同分异构体、羟基乙酸、草酸、丁二酸、丙二酸、6-氯己酸、乙醛酸、2,2-二羟基丙二酸和2-乙基丙二酸等.     

不同共代谢基质下四氯乙烯厌氧生物降解研究

分别用葡萄糖、乳酸盐和醋酸盐作为驯化好的厌氧污泥的共代谢基质 ,对四氯乙烯 ( PCE)的降解进行研究。结果表明 ,PCE是通过还原脱氯发生生物降解的。实验的回归结果表明 ,反应均符合一级动力学方程 ;反应速率常数的大小依次为 k乳酸盐 >k葡萄糖 >k醋酸盐 ;以乳酸盐作为共代谢基质时 ,PCE的降解速率较快 ,在实验条件下乳酸盐是最合适的共代谢基质     

催化铁内电解法处理硝基苯废水的机理与动力学研究

对催化铁内电解法处理硝基苯废水降解动力学特性进行了研究。结果表明，降解过程符合准一级动力学规律。进水浓度、pH值和反应温度强烈影响硝基苯的降解速率。在实验pH值范围内，反应速率常数依次为：强酸性〉弱碱性〉弱酸性〉中性；循环伏安扫描图显示了硝基苯可以在铜电极上直接得电子还原，该反应在强酸和弱碱性条件下效果较好。反应速率常数随进水浓度的增大而减小。提高反应温度可改善处理效果，在30-45℃范围内，提高温度对处理效果的改善并不显著；当温度升高到45℃以上时，升温可以显著改善处理效果。     

臭氧/Mn2+催化降解水溶液中的2,4-二氯苯氧乙酸

以Mn2 为催化剂与臭氧联合降解除草剂2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D).考察了反应温度、pH、2,4-D初始浓度和臭氧气体流量等因素对2,4-D降解效果的影响.pH对2,4-D降解效果影响很大,当pH=2.0、反应5 min时,2,4-D的去除率达99.8%;当pH=10.1、反应20min时,2,4-D的去除率仅为50.0%.反应温度升高、臭氧气体流量增加、2,4-D初始浓度降低均有助于2,4-D降解速率的提高.单独臭氧氧化2,4-D的表观反应速率常数为0.170 min-1;催化臭氧氧化2,4-D的表观反应速率常数为0.295min-1,是单独臭氧氧化的1.74倍.2,4-D的Mn2 催化臭氧反应遵循拟一级反应动力学方程.     

纳米零价铁颗粒去除污染土壤HCl浸提液中的Pb

主要研究了纳米零价铁颗粒对土壤HCl浸提液中重金属Pb的去除效果。通过批实验探讨HCl浓度、纳米零价铁投入量以及处理时间对Pb去除率的影响。实验结果表明,纳米零价铁颗粒对浸提液中Pb的去除反应符合langmuir和freundlich等温吸附方程;反应遵循准一级反应动力学方程,标准化后的反应速率常数KSA=0.018 mL/(m2.min);反应30 min时,0.5 g纳米零价铁对1.0 mol/L的HCl所提取Pb(51.7 mg/L)的去除率达到91.8%。研究结果表明,纳米零价铁对土壤HCl浸提液中Pb具有良好去除效果,但相对于处理水溶液中的Pb,反应速率偏低。     

二氧化钛纳米管光催化降解水中百草枯

二氧化钛纳米管被用于光催化氧化水体中的百草枯,对光催化反应条件、常见Fe3+离子的干扰情况和百草枯光催化降解动力学规律进行了研究。结果表明,浓度为25 mg/L的百草枯溶液,在二氧化钛纳米管(TNT)1.0 g/L,H2O20.5 mL/50 mL,pH=5.0的最优光催化氧化条件下,经过30 min反应可以被100%从水体中去除,表现出非常高的光催化降解效率;动力学方程拟合表明,百草枯光催化氧化反应符合拟一级动力学规律,动力学方程为ln(C0/C)=1.0267t-0.1282,反应速率常数K为1.0267 h-1;双氧水存在时常见的Fe3+能够进一步提高百草枯光催化降解率;该光催化反应体系对低浓度百草枯废水有很好的处理效果,预示着光催化氧化技术适合地表或地下水体中百草枯的去除。