铁掺杂介孔氧化硅-石墨化炭复合物对橙黄Ⅱ的吸附

利用水热法合成铁掺杂介孔氧化硅-石墨化炭复合物(Fe MS),并对其进行结构表征,发现其具有介孔结构,且高铁含量的Fe MS含有明显的石墨化炭物种.比较了传统吸附剂活性炭、SBA-15及Fe MS分别对橙黄Ⅱ的吸附性能,考察了初始p H、投加量、初始浓度、吸附时间对吸附的影响,并对吸附过程进行了动力学研究和吸附等温模型的模拟.结果表明:Fe MS对橙黄Ⅱ有很好的吸附性能,且高铁含量的Fe MS吸附量优于低铁含量;Fe MS吸附橙黄Ⅱ的最佳p H值为7,最高吸附量能达到1108 mg·g-1;初始浓度对橙黄Ⅱ吸附效率有明显的影响;对低浓度的橙黄Ⅱ,可在120 min内达到吸附平衡;Fe MS对橙黄Ⅱ的吸附动力学数据符合准二级动力学模型;Fe MS对低浓度橙黄Ⅱ的吸附符合Henry等温模型,饱和吸附量与橙黄Ⅱ的浓度有关.     

TiO_2/活性炭的微波制备及其对橙黄Ⅱ染料的光催化降解

采用微波辐射法制备TiO2/活性炭(TiO2/AC)复合光催化剂,并利用该催化剂对橙黄Ⅱ进行光催化降解。考察了乙醇与钛酸丁酯(TNB)的体积比,水、乙酸和活性炭的加入量,微波功率,微波辐射时间,煅烧温度等因素对TiO2/AC催化活性的影响,确定了制备TiO2/AC的最佳工艺条件以及TiO2/AC光催化降解橙黄Ⅱ的工艺条件。结果表明,制备TiO2/AC的最佳工艺条件为:乙醇与钛酸丁酯(TNB)体积比为8∶1(即乙醇24 mL,钛酸丁酯3 mL),水、乙酸和活性炭的加入量分别为0.8mL、0.6 mL和2 g,微波功率500 W,微波辐射时间1 min,煅烧温度500℃,煅烧时间为2 h。在TiO2/AC用量为0.3 g、反应时间为1 h、pH为3的条件下,25 mg/L橙黄Ⅱ溶液的降解率达95%以上。     

水体系中Fe(II)/S2O82--S2O3 2-降解敌草隆的研究

在初始pH 值为7.0 的水体系中,通过正交实验确定了Fe(II)/S2O82--S2O32-降解敌草隆的最佳操作条件:Na2S2O8 浓度2.0mmol/L, Fe(II)浓度1.0mmol/L,Na2S2O3 浓度0.5mmol/L,反应时间120min.在此条件下0.1mmol/L 敌草隆降解率达到91.3%.利用乙醇和叔丁醇作为分子探针,采用分子探针法的竞争实验鉴定了体系中产生的SO₄^-· 和 ·OH     

磁性膨润土的制备、表征及类Fenton催化降解橙黄Ⅱ

以铝柱撑膨润土和铁盐为原料,采用共沉淀法制备纳米Fe3O4负载的磁性膨润土复合材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面孔隙分析(BET)对样品进行表征,研究了磁性膨润土对橙黄Ⅱ的类Fenton催化降解性能,并考察了催化剂用量、温度和初始pH、H2O2初始浓度等因素对降解效果的影响。结果表明,Fe3O4均匀负载在膨润土表面,未发生明显团聚,并且改善了膨润土的孔隙结构,增加了其比表面积。在磁性膨润土用量为0.6 g/L,温度为40℃,pH为3.0,H2O2初始浓度为21 mmol/L的条件下,0.5 mmol/L橙黄Ⅱ溶液在180 min内色度去除率和UV254去除率分别达到100%和97%,且催化剂重复使用4次效果稳定。     

光助Fe/BiOCl活化过硫酸盐降解橙黄Ⅱ

为研究Fe/BiOCl在光照下活化过硫酸盐(PS)产生硫酸根自由基(·SO_4~-)降解偶氮染料橙黄Ⅱ的催化效果,采用一步水热合成法制备铁掺杂BiOCl纳米催化剂,并用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),X射线光电子能谱(XPS)对其形貌与组成成分进行表征.结果显示,铁元素成功掺杂进入BiOCl的结构中,呈现出纳米盘状形貌结构.在光照辐射下,考察Fe/BiOCl活化PS降解橙黄Ⅱ过程中初始pH、底物浓度、Fe/BiOCl催化剂投加量和PS投加量等影响因素对橙黄Ⅱ降解处理效果的影响.结果显示,橙黄Ⅱ降解效率随着pH值的降低而升高,Fe/BiOCl和PS投加量的增加对橙黄Ⅱ的去除率出现先增加后降低的趋势.Fe/BiOCl催化剂投加量为0.5 g·L~(-1),PS的投加量为1 mmol·L~(-1)的条件下时,溶液pH值为3.0,反应60 min后,橙黄Ⅱ降解的效果最佳,其降解速率符合拟一级反应动力学.通过对催化剂Fe/BiOCl稳定性研究,经5次连续循环使用后,脱色率仍然可以保持在79.6%,说明该催化剂具有良好的循环使用性能.通过投加叔丁醇(TBA),甲醇(MeOH),草酸铵(AO),对苯醌(BQ)等自由基猝灭剂,证明光助Fe/BiOCl/PS体系中具有光生空穴,硫酸根自由基,羟基自由基和超氧自由基,其中超氧自由基和光生空穴在反应体系中起重要作用.反应过程中橙黄Ⅱ的降解产物运用GC/MS进行检测,推导得出橙黄Ⅱ的降解路径.     

Fe~(3+)及Ce~(3+)掺杂对TiO_2纳米粒子性能的影响

以溶胶-凝胶法制备纯的和分别掺杂Fe3+、Ce3+的TiO2纳米粒子,以橙黄IV的光催化氧化评价纳米粒子的紫外光与可见光活性,利用TG-DSC、XRD、BET及UV-Vis吸收光谱考察掺杂对TiO2的相变、粒径、比表面积及光吸收性能的影响,在归一化条件下探讨Fe3+及Ce3+掺杂对TiO2活性和表面性质产生影响的机制。结果表明:Fe3+及Ce3+的最佳掺杂量分别为0.2%和0.04%;Ce3+抑制TiO2由锐钛矿向金红石转变以及改善TiO2高温组织稳定性的能力均明显大于Fe3+;Fe3+和Ce3+掺杂均能提高TiO2的紫外光活性并扩展TiO2的光响应范围,但光生电子与空穴复合以及光腐蚀使它们对TiO2可见光活性的提高并不显著。Fe3+和Ce3+的半径及其相应氧化物的性质决定了两者对TiO2性能的不同影响。     

电化学混凝-内电解耦合法处理橙黄G染料废水

以石墨为阳极,研究了电化学混凝-内电解耦合法对橙黄G染料废水的降解效果,考察了NaCl投加量、FeSO4·7H2O投加量、溶液初始pH以及铁碳投加量对废水中橙黄G脱色率及COD去除率的影响,同时对比了电化学混凝-内电解耦合法与电化学混凝和内电解单独使用时对橙黄G染料废水的处理效果。结果表明:相同条件下,电化学混凝-内电解耦合法对橙黄G废水的脱色率和COD去除率均高于电化学混凝法和内电解法,其中COD去除率高于后两者之和,说明两者的耦合是协同作用。FeSO4·7H2O的加入在提高脱色效果的同时,也改善了混凝沉降的作用,有助于后续泥水分离过程的顺利进行。最佳运行条件下橙黄G脱色率和COD去除率分别为98.3%和66.7%。     

耐高盐撕裂蜡孔菌P2对模拟橙黄G染料废水的脱色及废水脱色前后的毒性测试

为评价撕裂蜡孔菌P2处理橙黄G染料废水的应用潜力,采用批次实验在开敞系统中研究静置与摇动、染料初始浓度、pH、温度、盐度、碳源、氮源、金属离子等因子对该菌降解橙黄G染料废水的影响,同时利用植物萌发与微生物抑菌试验进行染料与脱色溶液的毒性测试.结果表明,与摇动培养相比,静置培养更适合于撕裂蜡孔菌的脱色,最适脱色pH与温度分别为9和25℃.盐度测试结果显示撕裂蜡孔菌能在浓度为128 g L-1的盐溶液中能进行高效脱色,可达70%以上.在上述参数体系的优化基础上,分别进行了碳源、氮源与金属离子的添加优化实验,结果显示碳源、氮源与金属离子的最适浓度分别为4 g L-1葡萄糖、0.15 g L-1硝酸铵和0.1 mmol L-1 Zn2+.菌丝吸附在整个脱色过程中作用较小,撕裂蜡孔菌对橙黄G的脱色过程以酶的降解为主,未发现该菌分泌漆酶,只分泌锰过氧化物酶与木质素过氧化物酶,其最高活性分别为230 U mL-1和158 U mL-1.植物与微生物毒性分析显示撕裂蜡孔菌脱色后的产物对植物与微生物的毒性大大降低.因此,撕裂蜡孔菌对于处理橙黄G染料废水具有良好的应用潜力.     

针铁矿/H_2O_2体系对染料橙黄Ⅱ光化学脱色的实验研究

以针铁矿(α-FeOOH)为光催化剂,在金属卤灯(λ≥365 nm)照射下,对α-FeOOH与H2O2组成的非均相Fenton体系内橙黄Ⅱ的脱色进行了研究。考察了初始pH值、α-FeOOH用量、H2O2浓度和反应时间对橙黄Ⅱ脱色过程的影响。结果表明,在α-FeOOH用量为0.3 g/L,H2O2浓度为6 mmol/L,pH 3.0时,橙黄Ⅱ的脱色效果最好,光照90 min后脱色率达到99.4%。橙黄Ⅱ的光降解反应动力学符合Langmuir-Hinshelwood(L-H)动力学方程。对不同时间溶液中的总有机碳(TOC)监测,结果表明体系中橙黄Ⅱ的矿化率较低,通过对溶液中铁(Fe2+和总铁)溶出的测定,说明可能的反应涉及针铁矿表面的铁循环。