光氧化反应脱汞技术发展综述

燃煤电厂烟气中汞污染的控制技术研究是目前重要的环保课题之一。气相元素汞成为大气中汞污染的主要来源。文章分析了光氧化反应脱汞技术(包括光化学氧化反应和光催化氧化反应)的反应机理,认为光化学氧化反应技术脱汞均是在紫外光作用下,产生具有强氧化性的基态原子或自由基,将难以脱除的Hg0氧化为高价汞,再通过配套的电除尘器等设备将高价汞捕集,进而达到汞污染控制的目的。不同的是,在光化学氧化反应中,汞的氧化需要借助于电厂烟气中的O2、H2O等成分,而在光催化氧化反应中,反应需要在光催化剂(TiO2或TiO2负载复合物等)的催化作用下进行。阐述了光氧化反应汞脱除技术研究进展。光氧化反应脱汞技术的汞脱除率均可达到60%~70%,具备设备简单、无二次污染等优点。     

电催化氧化法处理阳离子染料废水的试验研究

以结晶紫作为阳离子染料,采用电催化氧化法对阳离子染料溶液进行了电解脱色处理试验,研究了电流密度、电解质种类、电解质浓度、pH值等对该溶液脱色率的影响,测定了电解时溶液中生成的余氯浓度和溶液的紫外-可见吸收光谱曲线,并对不同电解时间的溶液的吸光度进行了归一化计算。结果表明:随着电解时间的延长,水溶液中活性氯浓度不断上升,经一定时间后达到最大值;在电催化和活性氯的协同作用下,阳离子染料结晶紫分子中的大π共轭体系被破坏、苯环结构基本瓦解,溶液快速脱色;在电流密度为5.1mA/cm2、NaCl浓度为4g/L、pH值为9.41的条件下,初始浓度为100mg/L的结晶紫溶液经过20min的电解,其脱色率可高达98.31%。     

Reaction mechanism and metal ion transformation in photocatalytic ozonation of phenol and oxalic acid with Ag+/TiO2

Photocatalytic ozonation of phenol and oxalic acid （OA） was conducted with a Ag^＋/TiO2 catalyst and different pathways were found for the degradation of different compounds. Ag^＋ greatly promoted the photocatalytic degradation of contaminants due to its role as an electron scavenger. It also accelerated the removal rate of OA in ozonation and the simultaneous process for its complex reaction with oxalate. Phenol could be degraded both in direct ozonation and photolysis, but the TOC removal rates were much higher in the simultaneous processes due to the oxidation of hydroxyl radicals resulting from synergetic effects. The sequence of photo-illumination and ozone exposure in the combined process showed quite different effects in phenol degradation and TOC removal. The synergetic effects in different combined processes were found to be highly related to the properties of the target pollutants. The color change of the solution and TEM result confirmed that Ag＋ was easily reduced and deposited on the surface of Tit2 under photo-illumination, and dissolved again into solution in the presence of ozone. This simple cycle of enrichment and distribution of Ag^＋ can greatly benefit the design of advanced oxidation processes, in which the sequences of ozone and photo-illumination can be varied according to the needs for catalyst recycling and the different properties of pollutants.     

ZnO-PMMA复合材料光催化去除水中低浓度氨氮

通过水热法制备纳米ZnO,采用热粘固法成功地将其负载于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球表面,并对ZnO-PMMA复合材料光催化去除水中低浓度氨氮的能力进行了考察.同时,探究了负载比例、初始氨氮浓度、催化剂浓度和pH对低浓度氨氮去除效率的影响.实验结果显示,PMMA改善了纳米ZnO的分散性和光催化能力,ZnO-PMMA能够有效地催化去除氨氮废水.在汞灯照射下,当pH=12、温度为30℃时,1 g·L~(-1)的催化剂(ZnO-PMMA)对50 mg·L~(-1)的氨氮废水去除率达到66%,且反应产物硝氮和亚硝氮含量较低,体现了该催化剂具有将氨氮转化为N2的良好的光催化降解能力.同时,纳米材料可以简单方便地回收,减轻了对环境的潜在影响,符合绿色化学的原则.     

LB复合膜选择性检测水中痕量镉离子的方法研究

开发了一种利用LB复合膜选择性地检测水中痕量镉离子的技术方法,研究了最佳LB复合膜检测器的制作条件.用表面活性剂十二烷基-(2-噻唑偶氮)间苯二酚(DTAR)作显色剂,对乙烯基硬脂酸盐(PVS)、十八烷基异丁烯酸盐(PMOA)、乙烯基-N-氨基甲酸十八烷基酯(PVOC)和顺丁烯二酸酐-1-十八烯(PMO)4种聚合物进行了强度实验,得出稳定的检测器结构,即偶数层DTAR上附着单层PVOC的LB复合膜.经过灵敏度实验,制作出最佳LB复合膜检测器DTAR6-PVOC1,在pH为7.5,温度40℃且搅拌的反应条件下,该检测器可以在10 min之内检出10-7mol/L镉,并可目视定性及半定量检测出水中痕量镉离子.水中可能共存的离子中只有CU2+和Zn2+会干扰镉离子的检测,需要抑制.      

无过氧化氢添加Fenton氧化法降解有机物的可行性研究

Fenton反应可以氧化分解有机物,在反应中的关键氧化剂羟基自由基(HO·)是通过亚铁离子与过氧化氢作用生成的,因此,传统的Fenton氧化必须由外部添加过氧化氢.研究了一种新的方法,即采用Nafion膜固定化亚铁离子,并通过光催化反应提供Fenton氧化所需的过氧化氢,使得Fenton反应在不添加过氧化氢的条件下也能够连续进行.结果表明,以甲酸为代表有机物,该方法可以在不添加过氧化氢的条件下起到分解甲酸的作用.而且,通过对负载亚铁离子Nafion膜的再生,可以使该方法的降解能力保持在稳定的范围.     

Fe3+掺杂TiO2薄膜的制备及光催化降解甲醛的研究

采用溶胶-凝胶法制备Fe3+掺杂的TiO2薄膜光催化剂,进行甲醛的光催化实验,考察Fe3+掺杂量、薄膜焙烧温度及溶胶体系pH值对光催化性能的影响。结果表明,Fe3+掺杂量为1.0%,焙烧温度500℃1h,加硝酸溶胶体系pH=4时,Fe3+掺杂TiO2薄膜光催化活性最高。     

吸附模式对有机物光催化降解的影响2.H-酸在TiO2表面的光催化降解途径

水溶液中H-酸通过磺酸基团吸附在TiO2表面,UV照射TiO2所产生的自由基首先进攻吸附在TiO2表面的磺酸基团,从而进一步导致萘环开环.pH 2.5条件下,虽然饱和吸附量较大,但由于H-酸仅通过一个磺酸基团吸附在TiO2表面,过程中产生的硫酸根速率较慢,最终的光降解速率也较慢.pH 5.0条件下,虽然饱和吸附量较小,但由于吸附在TiO2表面的两个磺酸基团同时受到来自TiO2表面自由基的进攻,过程中产生的硫酸根速率较快,最终的光降解速率也较快.吸附模式的差异是导致H-酸在不同pH值条件下光催化降解途径和速率差异的关键因素.     

Ti3C2纳米层状材料对废水中Cr（Ⅵ）的光催化去除性能

以Ti₃AlC₂为原料,采用HF刻蚀工艺制备出12种Ti₃C₂纳米层状材料,对其形貌进行了表征,并考察了以其作为光催化剂对废水中Cr（Ⅵ）的处理效果。实验结果表明：HF体积分数为80%、刻蚀时间为48 h时得到的MX-80-48的形貌较好;MX-80-48具有类似石墨烯的二维层状结构,纳米层厚度约20~50 nm,孔径2~10 nm,比表面积14.8 m²/g,在400~700 nm可见光范围内表现出强烈的吸光性;当Cr（Ⅵ）的初始质量浓度为40.00 mg/L、MX-80-48投加量为200 mg/L、pH=2、反应时间4 h（暗反应1 h+光照3 h）时,Cr（Ⅵ）去除率可达100%。     

用膨润土处理油田污水的研究进展

介绍了膨润土的基本特性及其存油田污水处理中的研究情况。天然膨润土经改性后,可吸附去除油田污水中的油、烃类衍生物、注聚残留聚合物及表面活性剂;负载金属氧化物的改性膨润土可对光催化氧化产生协同效应,提高光催化氧化油田污水中有机物的能力;在高压下将膨润土制成薄膜,对油田污水中的无机离了有一定的截留去除作用。