Al-Cu双金属体系对活性艳红X-3B的脱色研究

以典型偶氮染料活性艳红X-3B为模型污染物,采用测定染料去除率、TOC去除率、苯胺生成量的方法及添加EDTA的对照试验,考察Al-Cu双金属体系对偶氮染料废水的脱色机理和脱色动力学.结果表明,在近中性条件下处理30min后脱色率就可达到83%左右;处理120min后脱色率高达96.4%,其中约为34%的色度去除是由于活性艳红X-3B被还原为苯胺,约为20%和30%的色度去除是由于铝离子混凝和铝刨花表面吸附.染料废水脱色是一个先大量吸附再进行内电解还原逐步降解的过程,铝离子的絮凝-吸附作用能有效促进色度的去除.脱色反应可视为表观一级反应,提高反应温度可以加快脱色速率.     

阳宗海中光合细菌对活性艳红X-3B脱色的研究

从高原湖泊阳宗海中分离筛选出功能优秀的6株光合细菌，用海藻酸钠进行包埋。探讨了其自然细胞和固定化细胞在不同时间、不同温度、不同pH、不同菌体数量和不同染料浓度条件下对活性艳红X-3B的脱色效果。实验结果表明，2种细胞的最佳脱色时间为24h，最佳温度为25～45℃，最适pH为6～9，在最佳脱色条件下固定化细胞的脱色能力比自然细胞显著。     

染料活性艳红X-3B的微生物脱色研究

实验研究了以葡萄糖为外加碳源、由酵母膏提供氮源时不同的影响条件下紫色非硫光合细菌的混合菌种对染料活性艳红X-3B的脱色效果。结果表明,随着葡萄糖浓度的增大,脱色率反而下降;酵母膏的浓度对脱色效果影响很大,它在脱色过程中起到氮平衡的作用;当葡萄糖和酵母膏的浓度分别为0.125%和0.3%时,X-3B的脱色效果最佳。所选实验条件下,染料浓度在500mg/L以下X-3B脱色效果很好,对菌种没有明显的抑制作用;染料浓度在500～1000mg/L之间变化时,虽然对菌种有抑制作用,染料最终仍能完全脱色。温度在30℃时,pH在3～10范围内染料均有较好的脱色效果。     

TiO2固定相体系光催化降解活性艳红X-3B的动力学研究

以活性艳红x-3B为例，研究了多相光催化氧化反应中有关反应速度的动力学规律，并着重研究了有机物初始浓度、光照强度、pH值对反应级数的影响；得出了固定相体系的反应动力学规律符合时下普遍接受的L—H方程的结论。     

耐盐菌GTY对偶氮染料活性艳红X-3B的脱色研究

为了选择耐盐菌GTY对偶氮染料活性艳红X-3B的最佳脱色条件,研究了不同环境条件对脱色效果的影响,结果表明耐盐菌GTY对偶氮染料活性艳红X-3B有较好的脱色效果,能够适应较宽范围的pH值以及污染物负荷,当pH值在7～9之间,活性艳红X-3B初始浓度在600mg/L以下,GTY菌液生长期在对数末期时脱色效果达到最佳状态,24h脱色率能达到90%左右。同时考察了GTY的不同初始接菌量对活性艳红X-3B脱色的影响,结果发现高的初始接菌量可以提高脱色速率,但是一定时间后,初始接菌量对最终脱色效果并无太大影响,兼顾节约成本和脱色效果选择最佳初始接菌量为5%。     

染料脱色菌的筛选及对活性艳红X-3B的脱色研究

从广州某印染厂生化处理池的活性污泥中筛选到三株对活性艳红X-3B具有高效脱色作用的真菌,其中菌株HMX-3的脱色能力最强。考察了培养时间、温度、培养方式、pH值以及染料浓度对HMX-3脱色能力的影响。结果表明,菌株HMX-3对150mg/L X-3B的24h脱色率达65.8%,经60h可使其完全脱色;HMX-3对活性艳红X-3B脱色的最适温度为25℃~35℃,最佳pH值为6~8,且振荡培养较静置培养条件下的脱色率高;随染料浓度的增加,脱色率降低,但对于400mg/L的X-3B在72h时的脱色率可达86.7%。     

壳聚糖/CTAB复合改性膨润土对活性红X-3B的吸附

以壳聚糖和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为改性剂,制备了复合改性膨润土,并利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)和X射线衍射(XRD)对其进行表征,研究了该改性膨润土对活性红X-3B的吸附效果.结果表明:壳聚糖能插入CTAB改性膨润土层间;当复合改性膨润土投加量为5 g·L~(-1),pH为3时,其对活性红X-3B的去除率可达99.15%;吸附过程符合拟二级动力学方程;吸附行为适于用Langmuir吸附等温方程描述.由吸附热力学方程计算得到,吸附焓变ΔH0,吸附自由能变ΔG0,吸附熵变ΔS0,表明吸附为放热和熵减少的自发过程.复合改性膨润土稳定性受搅拌时间和温度的影响不明显,pH较低(pH3)时稳定性会降低.通过Zeta电位分析认为,静电作用为吸附的主要机理.经过6次吸附/再生后,改性膨润土对活性红X-3B的去除率仍在60%以上,表明复合改性膨润土具有较好的重复利用性.研究表明,该复合改性膨润土是一种对水体中活性红X-3B具有良好吸附能力的吸附剂.     

超声波协同零价铁降解活性艳红X-3B

通过比较超声波、零价铁单独作用及其联用对X-3B的降解效果,探讨了超声波-零价铁体系降解X-3B的协同效应,考察了溶液pH、超声功率、超声时间等因素对协同效应的影响.结果表明,X-3B难以被超声波直接降解,在实验条件下获得的最高去除率仅为7.75%;在pH为5.0、7.0、9.0时,超声波与零价铁在降解X-3B时发生协同效应,相对两者单独作用对X-3B的去除率的简单加和,协同体系对X-3B的去除率分别提高1.68、1.76、1.67倍.在pH7.0时,协同处理25min后X-3B的去除率可达99.42%.在pH3.0时,零价铁直接还原X-3B的速率大于协同体系,但两者降解机理明显不同,前者仅把X-3B分解成小分子中间体,而后者可使X-3B彻底分解.研究认为,在pH5.0～7.0及超声功率为400～600W时,超声波-零价铁协同体系可有效地降解X-3B.     

活性艳红X-3B的Fenton氧化降解机理研究

采用UV-Vis、IR和GC-MS研究了X-3B的Fenton降解机理,结合X-3B的结构和亲电理论,提出了其Fenton氧化降解路径。染料分子首先在-N=N-C靠近萘环的C-N和C-NH两处断裂,产生三种中间产物:邻羟基重氮苯内盐、萘醌和4,6-二氯-1,3,5-三嗪-2-氨。邻羟基重氮苯内盐释放出N2,即偶氮基团的氮原子转化为N2,而其他氮原子被氧化为NO3-。染料中的C、H、S和Cl原子分别矿化为CO2、H2O、SO42-和Cl-,但部分有机碳仍存在于难以被.OH氧化降解的草酸-Fe3+络合物中。     

无机离子对Fenton处理活性艳红X-3B染料废水的影响

针对实际染料废水中通常存在大量溶解性无机阴离子和金属阳离子的特点,选择了一些典型的无机离子,通过Fenton氧化降解偶氮染料活性艳红X-3B的试验,研究了无机离子对Fenton氧化降解的影响。结果表明,阴离子S2-对Fenton试剂催化氧化降解的抑制作用非常明显,H2PO4-和Cl-也具有不同程度的抑制作用,其抑制能力大小为:S2->H2PO4->Cl-;阳离子Cu2+和Mn2+抑制Fenton氧化作用的大小顺序为Cu2+>Mn2+;SO42-,NO3-,Mg2+和Zn2+对活性艳红X-3B的降解没有影响。研究结果可为Fenton方法处理含无机阴离子和金属阳离子的染料废水提供参考。     

水射流空化强化光催化处理活性艳红模拟废水

采用水射流空化强化TiO2光催化处理活性艳红X-3B模拟废水3.3 L,进行了自来水与蒸馏水的效果比较并初步研究了反应温度、催化剂投加量、溶液pH、染料初始质量浓度以及空化管喉管直径对染料去除率的影响。针对模拟废水,实验结果表明:该工艺克服了传统光催化技术中催化剂容易团聚的不足,使反应能够持续进行。溶剂全部为蒸馏水的脱色率和表观反应动力学常数分别是溶剂全部为自来水的2.1倍和4.2倍。在最优条件下:染料初始质量浓度30 mg/L,pH 3.0,温度60℃,TiO2投加量150 mg/L,反应进行90 min后染料脱色率可以达到96%。而在结合实际情况优化后的推荐值下,pH 6.0,温度40℃,空化管喉管直径选用1.5mm,其它条件不变,染料脱色率及COD去除率分别为69%和54%,该结果更能指导实践。     

活性艳红X-3B微波辅助光催化脱色的研究

研究了微波辅助光催化氧化(MW/UV/TiO2)处理活性艳红(X 3B)模拟废水。结果表明:400mg/LX 3B在反应150min时的脱色率由UV/TiO2体系的7.07%、MW体系的13.52%提高到了MW/UV/TiO2体系的56.35%。脱色反应速率随初始浓度(CX 3B)的增大而减慢;在强酸性介质中,脱色率更高;光照度(E)越强,越有利于X 3B脱色反应;改变催化剂投加量对X 3B脱色影响不大;H2O2浓度增加,X 3B脱色率升高;在以上条件下,X 3B的脱色反应均符合一级反应动力学方程,脱色反应中同时存在自由基反应与直接光解反应。     

玻璃纤维负载P25光催化接触氧化活性艳红X-3B

在玻璃纤维上焙烧P25制备了负载型TiO2光催化剂,探讨了焙烧温度对催化活性的影响,设计了光催化接触氧化反应器,并以活性艳红X-3B为模型污染物,考察溶液pH值、共存阴离子(CO₃^2-、SO₄^2-、Cl-)对光催化反应的影响.结果表明,焙烧温度直接影响负载后催化剂的活性,300℃负载时活性最高,SEM照片显示此时P25与载体结合牢固、负载颗粒均匀.酸性条件对活性艳红X-3B的降解有利,当溶液初始pH由2.0上升到10.0时,活性艳红X-3B的降解率从90.06%下降至42.71%.共存的CO₃^2-、SO₄^2-对活性艳红X-3B降解的影响不大,但Cl^-对氧化过程有明显的抑制,使活性艳红X-3B的降解率下降17.03%.利用成熟的光催化剂P25,通过烧结的方法制备负载型催化剂是当前替代粉末催化剂的较为可行的方案.     

复合材料BiOI/BiOCl的制备及可见光催化降解活性艳红X-3B

以乙二醇为溶剂,利用溶剂热方法制备了不同I/Cl比的BiOI/BiOCl可见光催化材料.同时,采用X射线衍射光谱(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(DRS)和光致荧光光谱(PL)对所制备材料的晶相、元素价态和光学性质等进行了表征,并以活性艳红X-3B为目标化合物,研究了不同I/Cl比对X-3B光催化降解动力学的影响.分析结果表明,BiOI和BiOCl能够得到很好的复合,在可见光范围内有很好的吸收.降解实验结果表明,I/Cl摩尔比为9∶1时,复合材料对X-3B的可见光降解效率最高,一级反应动力学速率为0.0133 min-1;TOC和COD在3 h内分别降低28%和25%左右,证明能够对所选目标染料在一定程度上实现矿化;在光催化降解活性艳红X-3B过程中起主要作用的为光生空穴.此外,还对复合材料光催化性能提高机理进行了探索与推测.     

TiO2固定相体系光催化降解活性艳红X-3B的动力学研究

以活性艳红X-3B为例,研究了多相光催化氧化反应中有关反应速度的动力学规律,并着重研究了有机物初始浓度、光照强度、pH值对反应级数的影响;得出了固定相体系的反应动力学规律符合时下普遍接受的L-H方程的结论。