小分子有机醇强化过硫酸盐氧化水中二苯甲酮-3的研究

探究了小分子有机醇对过二硫酸盐(Peroxydisulfate, PDS)氧化降解二苯甲酮-3(Benzophenone-3, BP-3)的强化作用及反应机制.研究结果表明,4种有机醇(甲醇、丙醇、乙二醇和丙三醇)均在一定浓度范围内能有效促进过硫酸盐氧化降解BP-3,BP-3的降解速率随醇类分子碳链长度和羟基数目的增加而增加,增强效果依次为丙三醇>乙二醇>丙醇>甲醇.在低添加量时(21.9~350 μmol·L^-1),有机醇的添加增加了BP-3降解速率,但随着醇量的增加呈现出先增大后减小的趋势,例如丙三醇添加量从21.9 μmol·L^-1增加到87.6 μmol·L^-1,BP-3降解动力学常数从2.91×10^-4 s^-1提高到3.58×10^-4 s^-1,增加了0.23倍;但加入过多的醇却抑制了BP-3的降解,例如丙三醇添加量从87.6 μmol·L^-1进一步增加到350 μmol·L^-1,BP-3降解速率降低29.0%(2.54×10^-4 s^-1).反应温度也能有效促进醇的强化作用,温度从40 ℃升至60 ℃,添加丙三醇87.6 μmol·L^-1,BP-3的降解速率常数从6.84×10^-6 s^-1提高至6.69×10^-4 s^-1,提高了96.8倍.小分子有机醇主要是通过与·OH反应产生醇自由基,进一步激活过硫酸盐产生SO₄^·-,显著增加了SO₄^·-的产率,从而加速过硫酸盐降解BP-3的效率.     

狐尾藻生物炭活化过硫酸盐降解四环素的研究

该文使用K_2FeO_4活化法构建了环境友好的基于狐尾藻的新型多孔石墨化生物炭(PGMC)。以PGMC作为催化剂来活化过一硫酸盐(PMS)降解水中的四环素(TC)。不同热解温度条件(700、800和900℃)对制备出的PGMC(PGMC700、PGMC800、PGMC900)的物理化学性质影响很大。PGMC800展现出最好活化PMS降解TC的性能得易于其更大的比表面积。在反应温度为25℃、PGMC800的用量为0.05 g/L、PMS的加入量为0.5 g/L的条件下,可以实现对30 mg/L TC的高效去除(30 min去除82.2%)。化学淬灭剂、电子顺磁共振(EPR)和线性扫描伏安(LSV)测试揭示了TC的降解得益于非自由基路径(~1O_2和电子传导)而不是自由基路径(SO_4·~-和·OH)。     

自组装超分子前驱体制备管状氮化碳及模拟太阳光光催化降解水中双氯芬酸

石墨相氮化碳(g-C₃N₄,GCN)作为一种新型无金属二维材料,因在可见光驱动下能够降解水中新有机污染物而备受关注. 但传统石墨相氮化碳存在比表面积小与活性位点少的弊端,严重限制了其应用前景. 为改良氮化碳性能,利用超分子自组装前驱体热聚合方法成功制备了微米级管状石墨相氮化碳(TCN),使用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)等技术手段,对TCN的形貌、元素组成、晶体结构、电化学性能等进行表征. 研究还选取双氯芬酸(DCF)作为目标污染物,探索其降解行为与机理. 结果表明:①TCN基本结构单元为七嗪环,但比表面积(20.9 m2/g)较GCN增加了1倍以上. ②TCN (100)晶面暴露增强,晶面调控暴露出更多七嗪环边缘氮原子的孤对电子,利于光生电子激发和载流子分离,从而增强光催化活性. ③TCN能带带隙为2.48 eV,小于GCN (2.69 eV),说明TCN对可见光的吸收能力提升. ④莫特-肖特基曲线、光电流、阻抗谱图和扫描伏安谱图等电化学性能测试结果表明,TCN的光生电子转移效率大幅提升,有利于抑制光生空穴-电子对(h+-e-)的复合. ⑤TCN在模拟太阳光驱动下降解双氯芬酸(DCF)的动力学试验中准一级动力学常数(k₁)达6.99×10-2 min-1,是GCN的5.5倍. ⑥电子自旋共振谱(ESR)和自由基淬灭试验证实,体系中超氧根自由基(·O₂-)是最重要的活性氧物种,光生空穴(h+)也对DCF的降解有贡献. 研究显示,以超分子自组装的方式制备石墨相氮化碳的前驱体将有助于促进氮化碳可见光吸收、加速载流子分离,并提升光催化活性.      

可见光驱动下罗丹明B自活化过硫酸盐降解双酚A

目前,过硫酸盐的常规活化方法研究已经逐步成熟,但因成本过高或催化剂难以回收和二次污染等问题严重制约了其实际应用.本研究通过构建染料自活化体系,探讨了染料在活化过二硫酸盐发生自脱色以及降解其他污染物方面的应用潜能.结果表明,染料在可见光照射下可活化过二硫酸盐,不仅可以实现染料自脱色,而且可以降解其他污染物,罗丹明B与双酚A的降解率最高分别可达80%和90%.这一过程即包含了自由基反应途径,也包含了非自由基反应途径.体系中所产生的活性氧化物质包含：超氧自由基、硫酸根自由基、羟基自由基和单线态氧.染料自脱色效率与染料初始浓度、PS投加量和溶液初始pH等有关,同时,染料及其他污染物的初始浓度对其他污染物的降解有很大影响.这为过二硫酸盐的活化提供了一种经济环保的新思路,在未来染料废水的处理中拥有广阔应用前景.     

苯酚废水的高级氧化处理技术

分析了多种高级氧化技术对苯酚废水处理的共同作用机理,阐述了催化湿式氧化法、光催化氧化法、电催化技术、超声声化学氧化、超临界水氧化等在含酚废水高级氧化处理中的研究进展及发展趋势。     

氧掺杂石墨相氮化碳活化过一硫酸盐降解水中橙黄Ⅱ的效能和机理研究

为研究氧掺杂石墨相氮化碳活化过一硫酸盐降解水中橙黄Ⅱ的效能和反应机理,通过一步合成法将氧掺杂至石墨相氮化碳(g-C₃N₄),制备了新型无金属的环保氧掺杂g-C₃N₄(O-g-C₃N₄)催化剂,并采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅立叶变换红外吸收光谱仪(FTIR)、Zeta电位仪和X射线光电子能谱仪(XPS)对O-g-C₃N₄催化剂的形貌、结构和成分进行了表征,研究了O-g-C₃N₄催化剂活化过一硫酸盐(PMS)体系(即O-g-C₃N₄/PMS体系)对水中橙黄Ⅱ(AO7)的降解效果、影响因素和反应机理。结果表明：成功将氧原子引入到g-C₃N₄基体中,O-g-C₃N₄催化剂保持了g-C₃N<...     

大气模拟烟雾箱中HONO的表征

NO2与H2O在烟雾箱表面生成HONO的异相反应是导致烟雾箱实验数据不确定性增加的主要原因之一,因此.必须对该反应进行表征.本研究采用烟雾箱实验与箱式模型模拟相结合的方法,确定实验系统特有的HONO释放速率.实验在室内烟雾箱实验系统完成,通过NO、NO2沉积实验获得的气态反应物在烟雾箱壁面(Teflon膜)上的沉积速率分别为0.0026 h-1及0.0025 h-1;光解实验得到NO2的光解速率为0.21min-1,在此基础上利用量子产率、吸收截面积、光谱分布计算出其它6个光解反应的速率常数.将实验获取的速率常数与CB-Ⅳ反应机理联合使用建立箱式模拟系统,利用c0一NO实验数据对模拟参数进行优化,得到该系统的HONO的释放速率为1.65×10-5cm3·mol-1·s-1.由此提供了一种表征实验与箱式模型联合使用确定烟雾箱系统HONO释放速率的有效方法.     

硫酸根离子强化零价铁去除Cr(Ⅵ)的试验研究

普通零价铁去除Cr（VI）的反应活性较低且Cr（VI）会导致零价铁较快钝化.通过连续流实验,研究了硫酸根离子提高零价铁去除水中Cr（Ⅵ）的可行性与反应机理.实验结果表明,在未加入硫酸根离子时,运行5.5h后柱子出水总铬及Cr（VI）已开始超出饮用水标准.而在加入1~3mmol/L SO₄^2-后,出水总铬及Cr（VI）持续降低,并最终降至饮用水水质标准以下且稳定运行长达240h以上.XPS分析结果表明,还原作用是零价铁除Cr（Ⅵ）的主要机理,硫酸根离子加速了零价铁的腐蚀进而促进了Cr（VI）的去除.     

Cu-Zn-Ce催化剂紫外辅助CWPO工艺降解活性艳红X-3B

采用浸渍法制备具有较高催化活性的催化剂CuO-ZnO-CeO2/γ-Al2O3,并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等不同表征手段对催化剂进行了表征.结果表明,稀土Ce的掺杂较好地改善了催化剂表面颗粒的形态,有利于催化剂活性的提高和在非晶体形态下具有更好的催化性能.紫外辅助CWPO工艺对活性艳红X-3B有较好的降解效果,采用紫外/可见分光光度计(UV-Vis)对染料降解过程进行跟踪和分析,结果表明,染料褪色的主要原因是羟基自由基(·OH)攻击偶氮键使其断裂.同时,本文对紫外辅助CWPO降解机理进行了研究,并通过叔丁醇羟基捕获剂进一步证明了紫外辅助CWPO降解活性艳红X-3B过程产生了·OH,且降解过程遵循自由基反应机理.对降解过程进行动力学研究,发现其符合伪一级动力学模型,表观活化能为32.79 kJ·mol-1,说明降解过程是化学控制过程.     

小球藻引发水中环丙沙星的光降解效能研究

研究了小球藻引发水中环丙沙星的光降解、相同条件下藻液光致产生的自由基以及两者之间的关系.结果表明:环丙沙星的光降解率和自由基的产量随着藻浓度和藻破碎时间的增加而增大,藻液破碎时间大于20min时,环丙沙星降解率和自由基产量的增幅均减缓;小球藻超声功率为100W时,环丙沙星光降解率可达93.4%,此时自由基的产量也最大为313.4μmol/L,再增加破碎功率对两者均产生抑制作用.不管小球藻液的条件如何变化,其光致产生的自由基量和引发环丙沙星的光降解量均存在较好的线性相关性.