Decolorization of synthetic Methyl Orange wastewater by electrocoagulation with periodic reversal of electrodes and optimization by RSM

Treatment of Methyl Orange (MO), an azo dye, synthetic wastewater by electrocoagulation with periodic reversal of the electrodes (PREC) was examined. Response Surface Methodology (RSM) was used to optimize the influence of experimental conditions for color removal (CR), energy consumption (ENC), electrode consumption (ELC) and sludge production (SP) per kg MO removed (kg(MO_r)) with optimal conditions being found to be pH 7.4, solution conductivity (к) 9.4 mS cm⁻¹, cell voltage (U) 4.4 V, current density (j) 185 mA cm⁻², electrocoagulation time (T) 14 min, cycle of periodic reversal of electrodes (t) 15 s, inter-electrode distance (d) 3.5 cm and initial MO concentration of 125 mg L⁻¹. Under these conditions, 97 ± 2% color was removed and ENC, ELC and SP were 44 ± 3 kWh kg(MO_r)⁻¹, 4.1 ± 0.2 kg(Al) kg(MO_r)⁻¹ and 17.2 ± 0.9 kg(sludge) kg(MO_r)⁻¹, respectively. With the enhanced electrochemical efficiency resulting from the periodic electrode reversal, the coefficients of increased resistance and decreased current density between the two electrodes in the PREC setup were 2.48 × 10⁻⁴ Ω cm⁻² min⁻¹ and 0.29 mA cm⁻² min⁻¹, respectively, as compared to 7.72 × 10⁻⁴ Ω cm⁻² min⁻¹ and 0.79 mA cm⁻² min⁻¹ as measured for the traditional electrocoagulation process. The rate constant of decolorization was also enhanced by 20.4% from 0.152 min⁻¹ in the traditional electrocoagulation process to 0.183 min⁻¹ in the PREC process. These performance characteristics indicate that the PREC approach may be more promising in terms of practical application, as a cost-effective treatment, than conventional electrocoagulation for textile dye removals.     

氮掺杂型纳米TiO2在可见光及太阳光下的光催化性能研究

采用钛酸四丁酯为原料,以氨水水解-沉淀法制备出了氮掺杂型纳米TiO2催化剂(N/TiO2),以XRD、XPS、UV-Vis等手段对其进行表征;并通过对偶氮染料橙黄G的降解反应,研究了N/TiO2在可见光及太阳光下的光催化性能,探讨了pH值、外加H2O2氧化剂对光催化降解率的影响,并与P25型纳米TiO2进行了对比.结果表明,在可见光下,N/TiO2对橙黄G具有较高的催化活性,反应150min后降解率可达96.29%,显著高于P25型TiO2(42.55%);在太阳光下,N/TiO2对橙黄G的光催化降解速率较快,反应60min降解率与P25型TiO2基本相同,分别为99.37%、99.94%;较低的pH值环境并适量添加H2O2可显著提高N/TiO2催化效率,在可见光及太阳光下的最佳pH值均为2～3,最佳H2O2加入量分别为0.5mL·L-1、1.5 mL·L-1.     

平板构型太阳光催化反应系统中甲基橙降解脱色研究

利用太阳光作为光源，采用自制的非聚焦开放式平板构型光催化反应装置和二氧化钛悬浆体系，以甲基橙溶液光催化脱色为依据，考虑了不同催化剂投加量、溶液初始浓度、ＵＶ辐射强度及体系流量等因素条件下，反应系统的运行情况．实验结果表明，自制的平板式太阳光反应系统能够很好的利用太阳光，在较广泛的运行条件下均能达到较高的去污效果．本实验的最佳运行条件为：平均ＵＶ光照强度２６９３Ｗ／ｍ２的晴天，ＴｉＯ２催化剂投加量１ｇ／Ｌ，系统循环流量１６００Ｌ／ｈ，初始浓度为２０ｍｇ／Ｌ的甲基橙溶液１５Ｌ，光照１ｈ色度去除率达８３６％以上，光照２ｈ达９７９％．     

改性橙皮静态吸附模拟废水中的Pb2+

采用异丙醇溶液改性橙皮,考察了模拟废水中初始Pb2+质量浓度、废水pH、改性橙皮加入量和吸附时间等因素对改性橙皮对模拟废水中的Pb2+吸附效果的影响。实验结果表明,在初始Pb2+质量浓度为20 mg/L、废水pH为4、改性橙皮加入量为8 g/L、吸附时间为80 min的条件下,改性橙皮对废水中Pb2+的去除率可达88.41%。经浓度为0.1 mol/L的HCl溶液再生后,改性橙皮再生循环使用4次时效果仍较好。改性橙皮对Pb2+的吸附动力学可用准二级动力学方程很好地描述。改性橙皮对Pb2+的吸附符合Langmuir等温吸附方程,表明改性橙皮对Pb2+的吸附以单分子层吸附为主。     

TiO2/CdS复合半导体光催化剂降解甲基橙的实验研究

采用Sol-Gel法制备TiO2/CdS复合半导体光催化剂,以8 W-365 nm的紫外灯为光源、甲基橙溶液模拟染料废水、在自制的光催化反应器中研究TiO2/CdS的光催化活性和光催化降解甲基橙的特点和规律.结果表明,当CdS掺入量为0.5%(摩尔比)时,TiO2/CdS的光催化活性最高;当CdS的掺入量＞3.5%(摩尔比)时,TiO2/CdS光催化剂的光催化活性低于TiO2的光催化活性;对初始浓度为15 mg/L的甲基橙溶液处理2.5 h后,脱色率可达44%;甲基橙的光催化降解反应符合Y=A B1×X B2×X2动力学模型.     

类Fenton反应对偶氮染料橙黄II的脱色研究

以橙黄II染料溶液为研究对象,通过正交实验确定了Fe-NTA/H2O2构成的类Fenton反应中各影响因子的最佳操作条件为:[H2O2]=20 mmol/L,[Fe-NTA]=2.5 mmol/L,pH=3。同时考察了反应时间、溶液pH值、H2O2浓度、Fe-NTA浓度对脱色效率的影响。实验表明脱色反应在30 m in内基本完成,类Fenton试剂能在较宽的pH范围内保持较好的脱色效果,而且在pH=6时,类Fenton试剂比传统Fenton试剂的脱色效率提高约75%。增加双氧水浓度可以提高橙黄II溶液脱色率,但超过20 mmol/L后效果提高不明显。在0.5~2.5 mmol/L的范围内,Fe-NTA浓度对脱色效果的影响不显著。     

催化动力学光度法测定水体中痕量V~(5+)

在柠檬酸介质中,V~(5+)对KBrO_3氧化甲基橙的反应有催化作用。在此基础上,研究了其催化动力学条件,非催化体系与催化体系的吸光度之比的对数值与一定浓度的V~(5+)呈线性,据此,建立了痕量V~(5+)的测定方法。方法选择性好。其线性范围为0～8μg/L,检出限为1μg/L。对环境水样进行精密度实验的相对标准偏差为6％;加标回收率为92.2％～109.2％。     

Fenton试剂在染料废水处理中的应用

介绍了Fenton试剂及类Fenton试剂的氧化机理 ,并结合自己所做的实验阐述了Fenton试剂在染料废水处理中的应用。本实验以甲基橙溶液模拟偶氮类染料废水 ,用Fenton法进行处理 ,探讨了H2 O2 和FeSO4·7H2 O的用量、溶液的pH值、溶液的初始浓度、反应时间等对甲基橙剩余率的影响 ,并探讨了甲基橙的降解反应动力学方程。     

大气中甲硫醇等有机硫化物的分析方法研究

以液体甲硫醇合成固体甲硫醇铅,由固体甲硫醇铅酸解释放的甲硫醇配制标准气体。以5％NaOH为吸收液,采用多孔玻板吸收管,冷阱采样。5％OV—101/Chromosorb GHP为固定相,以气相色谱法测定大气中甲硫醇、甲硫醚及二甲二硫醚。其变异系数分别为8.6％,6.4％,5.5％;回收率分别为93.0％,97.7％,107.3％     

超声活化过硫酸盐降解甲基橙的影响因素研究

利用频率为40 kHz的超声（US）活化过硫酸盐（PS）氧化降解甲基橙.系统研究了超声（US）声强、过硫酸盐（PS）浓度对US/PS组合工艺降解甲基橙的影响.采用单独超声（US）或单独过硫酸盐（PS）时，甲基橙的降解率随US声强和PS浓度的增加而增大.在PS浓度为0.5~3 mmol·L^-1和US声强为0.22~0.54 W·cm^-2条件下，60 min时甲基橙的最大降解率分别为52.22%和16.7%.采用US/PS高级氧化工艺时，甲基橙的降解率也随PS浓度和US声强的增加而增大，60 min时甲基橙的最大降解率高达87.38%，比单独US和PS提高70.68%和35.16%.同种条件下，TOC的降解率小于甲基橙的降解率.甲醇和叔丁醇（自由基抑制剂）的加入降低甲基橙的降解率，且甲醇对甲基橙降解的抑制程度更明显.US/PS高级氧化工艺对甲基橙的降解主要依靠硫酸根自由基.