CuFeO2耦合过硫酸盐可见光催化降解过程及机理研究

采用水热合成法制备了CuFeO_2催化剂,并采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、比表面分析仪和紫外可见漫反射光谱(DRS)对CuFeO_2催化剂的晶体结构、表面形貌、组成元素、比表面积及禁带宽度等特性进行了表征分析.同时,以CuFeO_2为催化剂,加入过硫酸盐(PS),以模拟印染废水中的亚甲基蓝为目标污染物,在可见光照射下,耦合光催化技术与高级氧化技术,构建了CuFeO_2/PS/可见光(Vis)体系,并将其应用于降解亚甲基蓝染料废水.结果表明,与Cu_2O/PS/Vis、Fe_2O_3/PS/Vis体系相比,CuFeO_2/PS/Vis体系在同等条件下具有更好的降解效果.为探究该体系的最佳操作条件和适用的pH范围,系统地考察了催化剂投加量、PS投加量、pH值等因素对亚甲基蓝降解效果的影响.总有机碳含量(TOC)和重复实验表明,CuFeO_2可重复使用4次,该体系的降解效果基本不变,但矿化程度降低8.2%.电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)实验结果表明,反应结束后溶液中残存1.7 mg·L~(-1)Cu(占CuFeO_2投加总量的0.34%)和24.9μg·L~(-1)Fe(占CuFeO_2投加总量的0.05‰),推测其来自于CuFeO_2中金属离子的溶出.此外,对反应后的CuFeO_2进行XRD和SEM表征发现,其物相组成和形貌未明显变化,表明少量的金属溶解对材料稳定性的影响较小.结合自由基掩蔽实验和CuFeO_2能带结构分析发现,该体系良好的降解效果首先得益于耦合反应过程中产生的SO_4~-·,其次是·OH,另外,还有CuFeO_2受光激发产生的光生空穴及其表面键合的Cu(Ⅰ)/Cu(Ⅱ)和Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)氧化还原对的协同作用.     

UV强化草酸络合Fe3+活化过硫酸盐氧化降解苯胺

采用UV-草酸络合Fe~(3+)[UV-Fe(C_2O_4)3-3]活化过硫酸钠(PS)氧化降解苯胺,研究了Fe(C_2O_4)3-3浓度,PS浓度,pH对PS活化效率及苯胺氧化降解效果的影响机制.结果表明,Fe(C_2O_4)3-3浓度和pH决定了UV-Fe(C_2O_4)3-3体系中Fe~(3+)向Fe2+的转化过程,并对活化PS氧化降解苯胺产生显著影响.随着Fe(C_2O_4)3-3浓度增加,PS的分解率不断提高,但当浓度高于0.75 mmol·L~(-1)时,草酸根离子(C2O_2-4)对硫酸根自由基(SO·-4)的竞争以及SO·-4之间的相互淬灭作用降低了苯胺的降解效果,降解速率大小顺序为5 mmol·L~(-1)0.25 mmol·L~(-1)0.5 mmol·L~(-1)1 mmol·L~(-1)0.75 mmol·L~(-1);中性和碱性条件不利于Fe(C_2O_4)3-3发生光化学反应生成Fe2+,但当初始pH为7和9时,由于PS活化分解过程降低反应体系pH,反应300min时PS的活化率可分别达到74%和67%,苯胺去除率分别高达91%和97%,均高于初始pH为酸性条件下的结果;苯胺降解率随初始PS浓度增加而增大,当PS浓度大于10 mmol·L~(-1)时,苯胺降解过程由二级反应变为准一级反应,但此时过量的PS因与SO·-4发生反应而显著降低PS用于氧化降解苯胺的利用率.     

超声波强化零价铁/过硫酸钾体系处理柠檬酸镍络合废水

以柠檬酸镍络合废水为目标废水,考察了超声波(US)强化零价铁(Fe~0)/过硫酸钾(PS)体系的初始pH、过硫酸钾用量(C_(PS))、超声波功率、零价铁与过硫酸钾质量比(m)、零价铁粒径(d_(Fe~0))对镍去除的影响.结果表明,在超声波功率为600 W,pH为3,过硫酸钾用量为0.45g·L~(-1),Fe~0∶PS(质量比)为0.8,零价铁粒径为75μm的条件下反应60 min时,镍的去除率可以达到100%.不同体系的对照实验和反应前后零价铁SEM、EDS分析结果表明,US/Fe~0/PS体系效果明显优于US/Fe~0、US/PS和Fe~0/PS体系,超声波对Fe~0/PS体系具有强化作用,能促进零价铁持续释放具有催化作用的Fe~(2+).最后,通过红外光谱和紫外光谱分析了柠檬酸镍破络机理.TOC变化规律表明,体系矿化速率低于体系中柠檬酸的降解速率,说明柠檬酸镍降解首先是一个快速破络过程,随后是破络后的中间产物进一步降解矿化.     

活化过硫酸盐高级氧化技术的研究进展及工程应用

过硫酸盐具有强氧化性、易溶于水、较稳定、易运输等特点,活化后的过硫酸盐可以产生具有强氧化性的SO-4·,适用于氧化降解各种有机污染物,在污染土壤修复、地下水修复处理等环境污染修复治理领域具有广阔的应用前景。分析了光、热、过渡金属离子、强碱以及强氧化剂等不同条件下活化过硫酸盐的国内外研究进展,并就活化方式的选择与有机物结构特点之间的关系进行探讨,对其在土壤污染修复治理领域的应用进行了展望。     

β-环糊精增敏催化动力学光度法测定亚硝酸根

在磷酸介质中利用亚硝酸根催化条件下溴酸钾氧化甲基红的褪色反应,建立了β-环糊精（β-CD）增敏催化动力学光度法,对亚硝酸根进行测定。该方法最佳反应条件为：0.05 mol/L甲基红溶液加入量8.0%（φ,下同）,0.1 mol/L溴酸钾溶液加入量12.0%,1.0 mol/L稀磷酸加入量12.0%,0.15 mol/L β-CD溶液加入量16.0%,反应温度40 ℃,反应时间15 min。亚硝酸根测定的线性范围为8.0×10^-6~6.0×10^-4 g/L,线性回归方程的相关系数为0.996 6,检出限为4.0×10^-7 g/L。亚硝酸根的加标回收率为99.0%~102.0%,水样测定结果的相对标准偏差为2.4%~3.2%。加入β-CD后测定亚硝酸根的灵敏度增加了2.5倍。     

附着微生物黄铁矾回流对不同温度酸性硫酸盐体系亚铁氧化及总铁沉淀的强化效果

氧化亚铁硫杆菌(A.ferrooxidans)生物氧化Fe2+与石灰中和相耦合是一种具有发展潜力的酸性矿山废水处理工艺.在Fe2+生物氧化段提高Fe2+氧化与总Fe沉淀效率是调控此类废水高效处理的关键步骤,且该阶段常伴有黄铁矾等次生铁矿物的合成.本研究通过摇瓶实验,在p H约2.50的K2SO4(8 mmol·L-1)-Fe SO4(160 mmol·L-1)-H2O酸性硫酸盐体系中按约3×105cells·m L-1的浓度接入A.ferrooxidans,在15℃和30℃两个温度水平下,探究附着微生物的黄钾铁矾回流对体系Fe2+生物氧化与总Fe沉淀行为的影响.结果表明,15℃条件下培养至144h,体系p H变化至2.40,Fe2+氧化率和总Fe沉淀率分别仅为46.7%和12.2%.当体系接入附着微生物黄钾铁矾10 g·L-1时,体系Fe2+在132h即可完全氧化.144 h时,体系p H降低至2.24,总铁沉淀率为25.3%.30℃条件下体系Fe2+在72 h完全氧化,p H变化至1.89,总Fe沉淀率为34.3%.当体系接入回流的黄钾铁矾10 g·L-1时,体系Fe2+完全氧化时间缩短至60 h,p H降低至1.85,总Fe沉淀率为37.3%.本研究不同处理体系所得次生铁矿物均为黄钾铁矾,附着微生物黄铁矾回流对15℃环境所得黄钾铁矾形貌影响不大,均为粘附紧密、表面光滑的晶体形貌.而30℃环境中,附着微生物黄铁矾回流却使得原本较为分散、晶型棱角明显的黄铁矾晶体结构变得紧密而光滑.本研究结果可为酸性矿山废水处理提供一定的参数支撑.     

有机肥与化肥配施对土壤养分的影响研究

不同有机肥与化肥配施比例都有促进土壤养分含量的作用,土壤中有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量均随有机肥在肥料中比例的增加而增加,增幅分别为1.04％～63.49％、5.57％～24.50％、28.65％～48.42％、16.7％ ～ 28.65％.有机肥与化肥配施能够明显改善土壤理化性质,降低土壤pH值和土壤容重,提高土壤总孔隙度,提高土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾的含量,表明有机肥与化肥配施对土壤养分的提高效果明显,并明显高于单施化肥和不施肥.综合分析,有机肥与化肥配施比例为7∶3是值得推广应用的优化方案.     

悬浮结晶法预处理敌草胺生产废水

采用悬浮结晶法对敌草胺生产废水进行焚烧前预处理,研究了不同成冰率条件下废水的处理效果,并对冷冻过程中的析出晶体进行了表征。在成冰率为61.3%时,出水COD、色度和电导率的去除率分别可达94.0%、99.2%和89.1%。出水pH为9～10,满足后续生化处理的pH要求。在成冰率为61.3%时,一级浓缩液热值较原水增加了129%,且焚烧量大幅下降。析出晶体的主要组分为KCl和脂肪族酰胺。在成冰率为61.3%时,每处理1 t原水可回收89 kg析出晶体,具有较好的资源化利用前景。     

药用红花氮,磷,钾吸收与转运规律

药用红花Ｎ、Ｐ、Ｋ三要素在整个生育期中，主要向该时期生长最活跃的部位运转，以确保其生长发育所需。在植株各器官形成初期，该器官中的Ｎ、Ｐ、Ｋ含量较高．在植株不同器官中，以叶中的养分含量最高。植株中Ｎ、Ｐ、Ｋ三要素含量的顺序为：Ｋ＞Ｎ＞Ｐ。药用红花对Ｎ、Ｐ、Ｋ养分吸收的高峰时期为分枝孕蕾期，占整个生育期的百分率分别为：８３．３％、５５．４％、５２．９％．Ｋ的吸收主要在生育前期和中期，Ｎ和Ｐ在生育后期还有较大的吸收量。每生产５００ｋｇ干花需吸收Ｋ２Ｏ０．８２ｋｇ、Ｎ０．３２ｋｇ、Ｐ２Ｏ５０．１７ｋｇ．Ｎ、Ｐ、Ｋ养分的转移主要发生在主茎叶和茎，其中以Ｋ的转移率最大．     

4-氨基安替比林直接分光光度法测定废水中挥发酚方法改进

对4-氨基安提比林直接分光光度法测定废水中挥发酚方法提出改进,用过硫酸钾取代铁氰化钾作为氧化剂使反应进行完全,显色反应的稳定性、重现性和准确性均较好。方法的最低检出限浓度为0.006 mg/L,测定下限为0.024 mg/L符合标准方法的要求。