苯水相光氧化反应形成二次有机气溶胶的实验研究

来源于机动车尾气的苯能溶于大气水滴、云雾等水相中并发生水相光氧化反应,在水分蒸发后,产物保留在颗粒相中形成二次有机气溶胶(SOA)粒子.本文采用雾化器将羟基启动苯水相光氧化反应溶液雾化产生气溶胶粒子,通过扩散干燥管除去水蒸气后产生SOA粒子,采用气溶胶激光飞行时间质谱仪进行在线检测,利用紫外可见吸收光谱仪、红外光谱仪和液相色谱串联质谱仪离线测量SOA的化学组分.实验结果表明,激光解吸附质谱中存在醛类(m/z=29(CHO~+)、57(CHOCO~+))、羧酸(m/z=44(COO~+))和苯环(m/z=39(C_3H~+_3)、65(C_5H~-_5))特征裂解碎片峰.SOA粒子的红外光谱图中存在苯环C—H和C=C双键,以及C=O双键、C—O、O—H和C—O—C键的伸缩振动吸收峰,电喷雾电离质谱中存在m/z高达915的离子峰.这表明醛类、羧酸、酚类、芳香醚类产物和酚类产物发生聚合形成的高分子量化合物是SOA粒子的主要化学组分.这为研究人为源挥发性有机化合物水相反应形成SOA的机理提供了实验依据.     

长光路FTIR研究OH发生体系中的OH浓度

利用长光路ＦＴＩＲ测定早苯、三本等芳香烃化合物在烟雾箱中光化学反应衰减,确字了ＮＯｘ－Ｈ２Ｏ、Ａｉｒ、ＨＯＮＯ－Ｈ２Ｏ－Ａｉｒ和ＣＨ３ＯＮＯ－ＮＯ－Ａｉｒ３种体系在我灯自夸下的ＯＨ浓度,结果表明三者ＯＨ浓度范围分别为：～１０＾５～１０＾６、～１０＾７、～１０＾７～１０＾８ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ．ｃｍ＾－３,并进一步讨论了反应前体物对生成ＯＨ浓度的影响。     

羟基自由基抑制剂对臭氧氧化降解苯酚的影响

采用臭氧氧化法处理模拟苯酚废水,考察了废水pH以及HCO₃^-、CO₃^2-、HPO₄^2-、H₂PO₄^-和叔丁醇等·OH抑制剂对苯酚降解效果的影响。实验结果表明：苯酚降解率随废水pH的增大而增大;当废水pH=11时,降解25 min后苯酚降解率达到99.55%,比废水pH=5时提高了50.12百分点;CO₃^2-和H₂PO₄^-对·OH的抑制作用分别强于HCO₃^-和HPO₄^2-;当叔丁醇质量浓度由0增至50 mg/L时,苯酚降解率由99.55%降至69.19%。     

不同污染区巨菌草生物炭内源污染物分布及其生物毒性

由于生物质原料来源广泛,缺乏生物炭内源污染物及其用量限制标准,极有可能将含有高内源污染物的生物炭用于环境修复,产生潜在的环境风险.采用清洁区、中度和重度污染区的巨菌草为原料制备生物炭,考察其内源铜（Cu）和镉（Cd）全量及其酸溶态含量和持久性自由基（PFRs）分布,并研究生物炭浸出液对小麦根伸长抑制率和抗氧化酶活性的影响.结果表明,重度污染区九牛生物炭Cu和中度污染区水泉生物炭中Cd含量分别是清洁区红壤生物炭Cu和Cd的3.73倍和4.43倍,九牛生物炭中酸溶态Cu含量分别是水泉和红壤生物炭的3.32倍和2.84倍,水泉和九牛生物炭中酸溶态Cd含量分别是红壤生物炭的7.95倍和5.11倍.3种生物炭中均含有相邻氧原子以碳为中心的PFRs,表现为：红壤>九牛>水泉.3种生物炭浸出液对小麦根伸长均表现为抑制作用,但均不同程度地提高了小麦幼苗超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性,其中九牛生物炭浸出液对小麦根伸长抑制率最高,达到27.7%.本研究表明,生物炭中内源重金属及PFRs等污染物的共同作用对小麦幼苗产生了显著的生物毒性,后期的研究需关注生物炭内源污染物的潜在环境风险,避免产生二次污染等环境问题.     

亚铁－过氧化氢氧化法处理染料中间体H酸生产废液的研究

Ｈ酸生产过程中排出的废液中含有大量萘的衍生物,对生物具有毒性,是目前最难处理的废水之一。本研究采用亚铁－过氧化氢氧化法对该废液进行处理,以改善它的可生化性能,降低水中有机物的溶解性,提高混凝处理效率。结果表明,最佳pH值为2～4,亚铁的适宜投加量为200mg/L,当H₂O₂投加量为30g/L时,COD去除率为50％,废水已具有可生化性。经亚铁－过氧化氢氧化处理（H₂O₂的投加量为3g/L）后的废液,再用FeCl₃进行两级混凝处理（FeCl₃的量分别为15和5g/L）,COD的去除率达90％,H酸氧化过程中,HO先和萘环上的钝化基团发生置换反应,使萘环活化,进一步氧化,萘环裂解,最终转化为无机物。研究结果对提高该种废水生物处理效率有实用意义。     

蜂窝陶瓷催化臭氧化苯乙酮的研究

研究了蜂窝陶瓷对臭氧化降解苯乙酮效率的影响.结果表明,蜂窝陶瓷显著提高了臭氧化降解苯乙酮的效率,叔丁醇的试验表明该体系遵循.OH氧化机理.蜂窝陶瓷催化臭氧化降解苯乙酮的动力学可分为2个阶段,第一阶段的表观动力学常数为8.77×10-4s-1,Rct为10.34×10-10;第二阶段的表观动力学常数为4.63×10-3s-1,Rct为172.34×10-10.基于降解过程的色度变化和水样原子吸收的分析结果,结合降解动力学可以推测:降解过程中蜂窝陶瓷催化剂中Ti4+的溶出是苯乙酮降解效率提高的主导因素.     

压裂废水粘度对二氧化锰臭氧催化氧化处理特性的影响

通过FT-IR和GC-MS检测分析,表明了压裂废水中有机物主要以苯环结构为主的芳香类化合物和其他杂环化合物,苯环及杂环上的主要官能团包括酮、酯、羧酸、醛、酚、氨基等。同时,压裂废水中的粘度为常规水粘度的2~3倍。针对压裂废水高粘度和高COD污染水质特征,实验研究了压裂废水二氧化锰臭氧催化氧化处理特性以及粘度对处理效果的影响,研究结果表明,在粘度较高(2.2×10^-3Pa·s)压裂废水中,投加的化学药剂很难扩散,羟基自由基·OH的利用效率较低,处理效果较差。通过投加过硫酸钾(5 g/L)降粘后,可在很大程度上提高二氧化锰臭氧催化氧化的处理效果。通过对压裂废水中有机物分子量分布、FT-IR分析以及GC-MS分析可知,二氧化锰臭氧催化氧化处理压裂废水是通过激发羟基自由基,破坏水中有机物极性和有机物化学构造,将复杂长链有机物转变为简单有机物,其出水COD可达到国家污水综合排放标准中的二级排放标准。     

氧活性粒子脱除烟气中SO2的实验研究

为了解决目前气体电离放电脱硫方法存在的等离子源体积庞大、能耗高、以及需要依靠传统脱硫方法的协同作用等问题.拟用小流量高浓度氧活性粒子[O2+、O(1D)、O(3P)、O3]及引发剂HO2-分别注入烟道中,与烟气中H2O反应生成·OH;在无吸收剂、无催化剂及没有其他技术协同作用下,进行·OH氧化脱除大烟气量中的微量SO2并生成H2SO4的实验.结果表明:烟气温度为30℃,氧活性粒子与SO2摩尔比为3~4时,脱硫率达到94.6%,回收酸液中SO42-浓度达到9.3g/L.     

Role of the reduction site in the fluorinated or sulfated TiO2 photocatalytic process

In this article,the effects of TiO_2 surface fluorination and sulfation,on the active oxygen species formed at the reduction site in the photocatalytic process,namely O_2~(?) and H_2O_2,were investigated from a new perspective.The superoxide radical,(O_2~(?)),was determined by colorimetry of nitroblue tetrazolium,a prominent O_2~(?) scavenger.Hydrogen peroxide (H_2O_2) was estimated by using the iodide-starch method.In the naked TiO_2 photocatalysis,O_2~(?) though less reactive,was a very important intermediate.When the TiO_2 surface was fluorinated,more O_2~(?) and H_2O_2 were produced,which indicated that the surface modification could greatly reduce the recombination of photogenerated electrons and holes,thus enhancing the photocatalytic rate.In the sulfated system,photocatalysis proceeded with a more complicated mechanism.These results added support to the view of fluoride-induced enhancement and sulfide's nonappreciable inhibition effect.     

Enhanced ozonation of dichloroacetic acid in aqueous solution using nanometer ZnO powders

Nanometer zinc oxide (ZnO) powders were used as a catalyst to enhance the ozonation for the degradation of dichloroacetic acid (DCAA) in aqueous solution. The batch experiments were carried out to investigate the e ects of key factors such as catalyst dosage, ozone dosage, solution pH and tert-butyl alcohol (t-BuOH) on the degradation e ciency of DCAA. Density functional theory (DFT) was adopted to explore the mechanism of generating hydroxyl radical (.OH) on the ZnO surface. The results showed that adsorption and ozonation processes were not e ective for DCAA removal, and the addition of ZnO catalyst improved the degradation e ciency of DCAA during ozonation, which caused an increase of 22.8% for DCAA decomposition compared to the case of ozonation alone after 25 min. Under the same experimental conditions, the DCAA decomposition was enhanced by increasing catalyst dosage from 100 to 500 mg/L and ozone dosage from 0.83 to 3.2 mg/L. The catalytic ozonation process is more pronounced than the ozonation process alone at pH 3.93, 6.88, and 10. With increasing the concentration of t-BuOH from 10 to 200 mg/L, the degradation of DCAA was significantly inhibited in the process of catalytic ozonation, indicating that ZnO catalytic ozonation followed .OH reaction mechanism. Based on the experimental results and DFT analysis, it is deduced that the generation of .OH on the ZnO surface is ascribed to the adsorption of molecule ozone followed by the interaction of adsorbed ozone with active sites of the catalyst surface. It is also concluded that ZnO may be an e ective catalyst for DCAA removal, which could promote the formation of .OH derived from the catalytic decomposition of ozone.