MnCeOx/diatomite catalyst for persulfate activation to degrade organic pollutants

Persulfate(PS)-based oxidation technologies are attracting increasing attentions in water treatment due to their high efficiency and stability.In this study,a novel diatomite supported MnCeO_x composite(MnCeO_x/diatomite) was prepared and characterized for activation of PS to degrade organic pollutants.Results indicated that diatomite not only dispersed MnCeO_x and increased the specific surface area of catalyst,but also improved the low-valence metal site(Mn~(2+)and Ce~(3+)) and reactive oxygen species site(-OH) of MnCeO_x,thus enhancing the activities of MnCeO_x.MnCeO_x/diatomite/PS showed high efficiency for multiple dyes and pharmaceutical pollutants.Constant rate(k) of MnCeO_x/diatomite(k_(MnCeOx/diatomite)) was three times higher than the sum of constant rate of MnCeOx(k_(MnCeO_x))and constant rate of diatomite(k_(diatomite)).In addition,MnCeO_x/diatomite showed wide pH application(5-9).Cl~- and NO_3~(2-) had no effect while SO_4~(2-) and humid acid had slightly negative effects on MnCeOx/diatomite/PS system.Moreover,MnCeOx/diatomite showed good reusability and stability.Mechanism analyses indicated that electron transfer of Mn and Ce attributed to the activation of PS and oxygen to produce free radicals.SO_4·~-,·OH and O_2·~-on the surface of catalyst were the main active free radicals to attack pollutants.     

Fe (II)活化过硫酸盐处理喹啉工艺参数优化及生物毒性

以喹啉为处理目标物,采用Fe²⁺活化K₂S₂O₈（PS）的高级氧化体系在不同环境因素下降解喹啉.结果表明：与单一PS体系和Fe²⁺体系相比,Fe²⁺/PS体系可以有效降解喹啉.在初始喹啉浓度为250mg/L,喹啉/PS物质的量比为1：10,PS/Fe²⁺物质的量比为3,初始pH3,反应温度为45℃,反应时间为80min的条件下,喹啉降解率可达100%.提高PS和Fe²⁺浓度均能有效提高喹啉降解率,但超过一定限值后对喹啉去除效果不明显.Fe²⁺/PS去除喹啉的过程符合一级反应动力学.溶液初始pH值越高,喹啉去除率越低;反应温度越高,喹啉去除率越高.自由基淬灭实验证实,Fe²⁺活化PS体系中有SO₄^-·和OH·的存在,其中由SO₄^-·产生的OH·对喹啉的降解占主导地位.通过GC/MS检测到2种中间产物8-羟基喹啉和2（1H）-喹啉酮,据此推测基于硫酸根自由基强化喹啉降解的可能路径.大肠杆菌急性毒性实验结果证实,虽然Fe²⁺/PS体系去除喹啉过程中产生了毒性更强的中间产物,但酸性条件和较高的反应温度有利于体系脱毒.     

SO32-活化S2O82-降解偶氮染料废水的机制研究

为深度处理偶氮染料废水,以甲基橙（MO）为目标污染物,研究了亚硫酸盐活化过硫酸盐产活性物种的新型高级氧化处理方法,并对活化机制、氧化机理及动力学理论进行分析.通过对SO₃^2-/S₂O₈^2-,S₂O₈^2-,SO₃^2-3种体系进行降解对比和ESR等技术表征对比,发现亚硫酸盐能显著活化过硫酸根产生硫酸根自由基,其能氧化破坏MO偶氮双键形成的共轭体系,有较好的脱色降解效果.考察了亚硫酸盐和过硫酸盐摩尔比、过硫酸盐投加量、初始pH值对降解效果的影响,结果表明当初始pH值为3.0,摩尔比1：1,投加量为20.0mmol/L、反应时间在300min下对MO降解率能达到96.1%,进一步发现该体系对初始pH值的适应范围较广（3.0~11.0）.基于Box-behnken设计的响应面模拟和方差分析得到了可达显著水平的二次响应曲面模型,影响因子对MO降解的贡献排序为：过硫酸盐投加量 > 初始pH值 > 摩尔比.初始MO浓度动力学分析发现不同初始浓度下对MO的降解过程遵循准二级反应动力学规律,反应动力学常数从1.8212×10^-4~2.4649×10^-4min^-1.另一方面发现升高反应温度可以促进体系对MO的降解,根据不同温度下活化过程的反应速率常数的阿累尼乌斯准二级反应的活化能计算结果（E_a=44.9kJ/mol）,发现其相比常规金属活化方式较低,因此该体系对有毒有害的工业有机废水处理有潜在的商业应用价值.     

天然有机物活化过硫酸盐降解土壤有机污染物效果

采用模拟装置研究了不同大分子物质(多聚糖、腐殖酸、柠檬酸)联合亚铁离子和不同糖类(单聚糖、双聚糖、多聚糖)活化过硫酸盐氧化降解土壤中石油烃、多环芳烃的氧化效果和机制.结果表明,不同活化过硫酸盐对总石油烃和多环芳烃的降解效果依次为:腐殖酸联合亚铁离子多糖柠檬酸螯合铁多糖加亚铁离子双糖单糖CK对照组.其中,腐殖酸联合亚铁离子活化过硫酸盐对两种污染物的去除效率最高,分别达79.21%和79.89%,处理后土壤中石油烃的反弹含量最小,氧化效果最稳定.此外,腐殖酸联合亚铁离子和多糖活化过硫酸盐对难降解的高环多环芳烃均能实现很好的去除效果,降解效率分别达77.96%和84.37%,相比其他处理提高了14.37%~59.10%和20.78%~65.51%.腐殖酸联合亚铁离子活化处理后土壤氧化还原电位(Eh)最高(618~676 m V),多糖处理次之,表明大分子材料活化过硫酸盐的氧化性能最好,能高效去除土壤中有机污染物.     

UV强化草酸络合Fe3+活化过硫酸盐氧化降解苯胺

采用UV-草酸络合Fe~(3+)[UV-Fe(C_2O_4)3-3]活化过硫酸钠(PS)氧化降解苯胺,研究了Fe(C_2O_4)3-3浓度,PS浓度,pH对PS活化效率及苯胺氧化降解效果的影响机制.结果表明,Fe(C_2O_4)3-3浓度和pH决定了UV-Fe(C_2O_4)3-3体系中Fe~(3+)向Fe2+的转化过程,并对活化PS氧化降解苯胺产生显著影响.随着Fe(C_2O_4)3-3浓度增加,PS的分解率不断提高,但当浓度高于0.75 mmol·L~(-1)时,草酸根离子(C2O_2-4)对硫酸根自由基(SO·-4)的竞争以及SO·-4之间的相互淬灭作用降低了苯胺的降解效果,降解速率大小顺序为5 mmol·L~(-1)0.25 mmol·L~(-1)0.5 mmol·L~(-1)1 mmol·L~(-1)0.75 mmol·L~(-1);中性和碱性条件不利于Fe(C_2O_4)3-3发生光化学反应生成Fe2+,但当初始pH为7和9时,由于PS活化分解过程降低反应体系pH,反应300min时PS的活化率可分别达到74%和67%,苯胺去除率分别高达91%和97%,均高于初始pH为酸性条件下的结果;苯胺降解率随初始PS浓度增加而增大,当PS浓度大于10 mmol·L~(-1)时,苯胺降解过程由二级反应变为准一级反应,但此时过量的PS因与SO·-4发生反应而显著降低PS用于氧化降解苯胺的利用率.     

活化过硫酸盐高级氧化技术的研究进展及工程应用

过硫酸盐具有强氧化性、易溶于水、较稳定、易运输等特点,活化后的过硫酸盐可以产生具有强氧化性的SO-4·,适用于氧化降解各种有机污染物,在污染土壤修复、地下水修复处理等环境污染修复治理领域具有广阔的应用前景。分析了光、热、过渡金属离子、强碱以及强氧化剂等不同条件下活化过硫酸盐的国内外研究进展,并就活化方式的选择与有机物结构特点之间的关系进行探讨,对其在土壤污染修复治理领域的应用进行了展望。     

活化温度对蜂窝状活性炭结构和脱硫性能的影响

以糠醛渣碳粉为原料，配以一定比例的粘结剂和增强材料，制备出了可用于烟气脱硫的蜂窝状活性炭，考察了活化温度对蜂窝状活性炭结构和脱硫性能的影响。结果表明：随着活化温度的升高，样品的比表面积增大，类石墨微晶尺寸减小，类石墨有序结构逐渐变得无序成为乱层石墨结构，样品的脱硫能力增大。     

加热与零价铁活化S2O8^2-氧化降解偶氮染料AO7的研究

以偶氮染料酸性橙AO7为目标污染物,研究了单独的热活化及零价铁（ZVI）活化S2O28-（PS）降解AO7过程温度、PS浓度及ZVI投加量对AO7降解率的影响,并将2种活化方式进行了对比,最终将其联合以期获得最好的降解效果.结果表明,热活化体系对AO7的降解符合一级动力学,其反应速率随温度（室温～90℃）升高而增加,随...     

粉煤灰制备聚氯化铝活化预处理工艺研究

在利用粉煤灰作为原料制备聚氯化铝（PAC）絮凝剂实验过程中,重点研究粉煤灰的预处理工艺。分别选用氯化钠和盐酸作为预处理剂,采用湿法混合和焙烧进行活化对比实验,运用X射线衍射、扫描电镜分析和PAC产品性能测定方法,得出盐酸为最优的预处理活化剂。粉煤灰经盐酸活化焙烧后,所制备的PAC的Al2O3含量达到了27.4%,其对生活污水的浊度去除率达到94.7%,化学需氧量（COD）去除率达到87.6%。     

Assessment of the thermal hazards and oxidization mechanism of coloured corn starch dust by TG–FTIR

Starch is widely used in industrial production and in every life, and an increasing number of accidents of starch dust burning and explosions are occurring and have caused serious casualties and economic losses. Previous studies on the oxidative properties and microscopic characterization of coloured corn starch dust have been less systematic than the present study. To prevent coloured corn starch dust explosion accidents more effectively, thermogravimetry and Fourier transform infrared spectroscopy were applied to study the oxidation characteristics of coloured corn starch dust. Seven characteristic temperatures were determined from the thermogravimetric curves and derivative thermogravimetric curves of coloured corn starch dust. The entire oxidation process of coloured corn starch dust was divided into five stages, and a 60% mass loss occurred in the rapid oxidation stage. Three iso-conversion methods were used to calculate the apparent activation energy (E_a) and pre-exponential factor (A) at different oxidation stages. The value of E_a was found to be related to the difficulty of the reaction, and it had a positive correlation with lnA. Six kinds of gases were detected during the oxidation process. The oxidation mechanism was further analysed by the macro and micro characterization of the oxidation process. The findings provide a theoretical basis for preventing and controlling explosion accidents that involve coloured corn starch dust.