MgO催化臭氧氧化降解苯酚机理研究

对氧化镁(MgO)催化臭氧氧化降解苯酚的机理进行了探讨,并验证其与现有的3种催化臭氧氧化机理的吻合性.同时,研究了羟基自由基(·OH)抑制剂对苯酚去除效果的影响,·OH的产生量,以及臭氧在该体系中的存在位置及苯酚在该体系中的作用.结果表明,O_3和MgO/O_3两种反应体系中都存在·OH,MgO/O_3体系中的·OH是O_3体系中的2.14倍.O_3和MgO/O_3体系中的·OH与臭氧浓度的比值分别为1.47×10~(-9)和3.15×10~(-9).苯酚在MgO催化臭氧氧化体系中起到了促进臭氧吸附在MgO表面的作用,臭氧吸附到MgO表面后,分解产生·OH,一部分释放在溶液中降解苯酚,一部分则留在其表面增加表面羟基密度.     

光电催化氧化处理中各类活性物质的氧化机理

为了深入研究其中各类活性物质氧化机理,以难降解的3,4-二甲基苯胺（3,4-DMA）废水作为研究对象,通过研究不同抑制剂条件下的动力学规律,并以贡献度（k_f/K）来量化各活性物质的作用效果,得出氯类活性物质的贡献度为89.03%,羟基自由基（·OH）的贡献度为6.24%,而空穴和阳极直接氧化贡献度可以忽略.采用三聚氰胺法、二甲亚砜（DMSO）法和DPD法定性定量测定了空穴、·OH和自由氯的含量,结果表明：较高浓度的氯化钠降低了空穴和·OH的贡献度;·OH的产量符合零级动力学规律,其产生速率为0.106mg/（L·min）;自由氯的累积浓度分为3个阶段,第3阶段累积速率为0.159mg/（L·min）.自由氯仅占氯类活性物质氧化体系的一小部分,其他含氯氧化物质和氯类自由基的氧化占重要地位.通过GC-MS、UV-vis和TOC检测,发现在反应10.0min前,主要通过氯类活性物质对侧链的快速攻击,使3,4-DMA转化为苯甲醛等易分解的苯环类物质;10.0min后,主要通过·OH对苯环大π键的攻击,使苯环类物质转化为小分子物质,然后继续被·OH氧化直到矿化.     

DBD降解CF2ClBr过程中自由基与电子能量

利用介质阻挡放电方法对环境污染物ＣＦ₂ＣｌＢｒ进行了等离子体降解的研究．在前人对该体系的降解产物分析及活性粒子推测的基础上,采用动态反应装置得到了等离子体的发射光谱,进一步确证了等离子体系中出现的ＣＦ₂、ＣＦＣｌ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ等主要自由基,并从中推出了等离子态气体可能发生的自由基反应．同时通过发射光谱的分析,近似得到该体系的平均电子能量约为２．４２ｅＶ     

氯离子活化过氧乙酸对罗丹明B的降解性能及机理研究

为解决传统H₂O₂(过氧化氢)体系对高盐特性染料废水去除效率低的问题,筛选合适的氧化剂迫在眉睫. PAA(过氧乙酸)因具备氧化还原电位较高、裂解所需键能较低、对pH适应范围更广等优点具有巨大的应用潜力. 因此,采用高浓度梯度Cl-活化PAA用于去除RhB(罗丹明B),通过对比不同体系的降解效果、控制Cl-浓度和PAA投加量等反应条件,探究Cl-/PAA体系降解RhB的催化性能及反应机理. 结果表明:①Cl-/PAA体系对RhB的氧化能力远高于Cl-/H₂O₂体系,并且RhB降解过程符合拟一级反应动力学模型,提高氧化剂PAA的投加量和催化剂Cl-的浓度、降低初始RhB浓度均有利于目标污染物的去除. ②在初始RhB浓度为10 mg/L、PAA投加量为2.0 mmol/L、Cl-浓度为400 mmol/L后续处理条件下,10 min内RhB的降解率达到96.2%. ③pH对RhB的降解影响微弱, Fe3+促进了RhB的降解,K+对降解过程轻微抑制,NO₂-、CO₃2-、HCO₃-则表现出非常显著的抑制作用,脱色率分别降低了70.8%、83.8%和90.8%,而Mn2+、SO₄2-对RhB降解无显著影响. ④RhB在超纯水、自来水及反渗透水不同水源中的降解率无明显变化,具有良好的应用前景;结合自由基捕获试验及电子自旋共振证明,Cl-/PAA体系中产生的乙酰氧基、乙酰过氧基及单线态氧是在RhB降解中起主导作用的活性物质. 研究显示,Cl-活化PAA对去除罗丹明B具有较高的催化活性,通过模拟实际废水证明Cl-/PAA是一种可行的高级氧化技术.      

溴代烷烃光氧化的研究

本文模拟大气条件,研究了ＣＨ３Ｂｒ＋Ｈ２Ｏ２＋Ｏ２,ＣＨ３Ｂｒ＋Ｏ２,ＣＨＢｒ３＋Ｈ２Ｏ２＋Ｏ２,和ＣＨＢｒ３＋Ｏ２４个体系的光化学反应。这些体系在２５３．７ｎｍ的紫外光照射下Ｈ２Ｏ２产生了ＯＨ自由基,ＯＨ自由基与ＣＨ３Ｂｒ和ＣＨＢｒ３反应,在２０ｍ的长光程气体池中ＦＴＩＲ测量这些反应产物,发现在ＣＨ３Ｂｒ＋Ｈ２Ｏ２＋Ｏ２和ＣＨ３Ｂｒ＋Ｏ２体系其光化Ｏ２其光化学反应产物为ＣＯ和ＣＯ２,并从这些产物     

穿透式碳纳米管电极的制备及其高效降解水中抗生素的性能和机理

为实现水中四环素类抗生素的高效降解,本文设计开发了一种基于电活性碳纳米管(CNT)电极的穿透式电芬顿系统,采用水热法制得纳米铁和二硫化钼共修饰的CNT阴极材料(Fe-MoS₂@CNT),分析不同因素对电芬顿催化降解四环素性能的影响. 结果表明:基于改性CNT电极的穿透式电芬顿系统对四环素表现出良好的去除性能,电压和流速等对四环素的降解动力学具有显著影响. 该系统的最优试验条件:Fe掺杂量为0.3 mmol/L、外加电压为-2.5 V、流速为0.85 cm3/(min·cm2). 在最优试验条件下,反应60 min内四环素的降解率可达到95%,羟基自由基为主导的活性物种. 连续运行240 min后,该系统对四环素的降解率仍保持在85%以上,且在实际湖水环境水基质中对四环素降解率也可达到87.2%. 研究显示,Fe-MoS₂@CNT膜电极具有优异的催化性能及可重复利用性,可以高效降解水中四环素类抗生素.      

细菌SOD对微生物紫外光辐射损伤的恢复作用

将培养至对数中期的大肠杆菌、钝齿棒杆菌和啤酒酵母等３种微生物的细胞适度稀释液，分别涂布于培养皿上使受紫外光照射，在细胞受辐射后死亡率大于９０％时停止照射，立即加入一定剂量的细菌超氧化物岐化酶（ＳＯＤ），以观察ＳＯＤ对微生物活力的恢复效应．结果表明，ＳＯＤ可使受辐照的细胞存活率显著提高，且量效关系明显，而照前添加ＳＯＤ则无上述效应．检测表明，紫外光照射可引发细菌的超弱发光，且该种超弱发光可因氧气的充入而瞬间增强，鲁米诺也能增强这种超弱发光，加入甘露醇对发光无影响．当紫外光照射后加入ＳＯＤ能使发光强度大为减弱，表明此种超弱发光与的活动有关，并对ＳＯＤ拮抗紫外线杀菌的机理作了讨论．     

沉积物活化氧气和过氧化氢产生羟自由基降解三氯乙烯的比较研究

沉积物中Fe(Ⅱ)可以活化氧气(O₂)产生羟自由基(?OH),从而降解有机污染物. 为评估O₂应用于原位化学氧化(ISCO)等修复工程的潜力,通过室内静态试验体系,定量对比了不同条件下,沉积物活化O₂与过氧化氢(H₂O₂)产生?OH的产量、氧化剂转化效率的差异,并采用三氯乙烯(TCE)作为代表性污染物来评估两种氧化剂体系降解污染物的能力. 结果表明:在pH为7的条件下,河岸带地下1 m和8 m以及化工场地下1 m和5 m沉积物悬浊液(均为50 g/L)在180 min内活化4.6 mmol/L O₂(假定体系中O₂完全溶解于水相的浓度,下同)时分别产生0.5、7.1、1.0、13.8 μmol/L ?OH,活化5 mmol/L H₂O₂时分别产生1.7、39.1、72.1、102.8 μmol/L ?OH. O₂转化为?OH的效率为0.1%~3.0%,与H₂O₂ (0.03%~2.40%)处于相近水平. 在50 g/L河岸带地下8 m沉积物悬浊液中,随着O₂投加量由2.3 mmol/L增至7.0 mmol/L,180 min内?OH的产量由6.7 μmol/L增至7.5 μmol/L,但是?OH的产率由1.5%降至0.8%;随着H₂O₂的投加量由0.5 mmol/L增至10.0 mmol/L,180 min内?OH的产量由12.2 μmol/L增至70.4 μmol/L,但?OH的产率由2.4%降至0.7%. 当向上述体系中加入三聚磷酸盐(TPP)和乙二胺四乙酸钠盐(EDTA)后,?OH的产量和产率显著增加. 在河岸带地下8 m沉积物-O₂ (4.6 mmol/L)体系中,反应180 min内TCE(初始浓度为12 μmol/L)的去除率为15.5%,高于沉积物-H₂O₂ (5.0 mmol/L)体系对TCE的去除率(7.7%),然而加入1.0 mmol/L TPP后,两种体系均可以实现TCE的完全去除. 研究显示,O₂不仅稳定性好、廉价易得,而且与沉积物反应速率适中,氧化剂有效利用率与H₂O₂处于相当水平,因此有望作为一种温和的氧化剂应用于特定需求的ISCO修复.      

液相高压放电降解RB5染料废水的试验研究

随着印染工艺不断更新,大量化学分子结构复杂的化工染料应用到印染行业,使得常规的水处理工艺难以降解印染废水中的染料。本文以活性黑（RB5）染料为研究对象,采用液相高压放电产生强氧化性自由基来降解染料废水,考察反应时间、初始浓度和气体流量对RB5降解的影响,研究结果表明：在外部功率相同的情况下,浓度高染料其降解率相对较低;通入氧气量增加,产生的活性自由基和活性物质数量也增加,RB5的降解率也增大,但气流量不宜过大;高压放电产生的各种活性物质容易破坏染料发色基团的分子链,使其脱色。     

一株高效苯酚降解菌的分离、鉴定及降解特性的研究

从污泥中分离到1株高效苯酚降解细菌JF-10.在以1000mg·L-1苯酚作为唯一碳源并加有0.05%酵母粉的无机盐培养基中,JF-10能在24h内将苯酚完全降解.该菌被鉴定为假单胞菌,与P.citronellolis、P.nitroreducens、P.aeruginosa亲缘关系较近,但生理生化特征又有差异.JF-10与P.citronelloli gyrB基因的序列相似性只有75%,与P.aeruginosa也只有80%.该菌在pH值4.0～9.0时对苯酚的降解达80%以上,加入一定浓度Mn2 、Cu2 、M2 、Pb2 对苯酚降解有促进作用;200mg·L-1的α-萘酚、苯胺能显著抑制苯酚降解,但甲苯对苯酚的降解无影响,苯酚可以促进邻甲酚的降解.