电解液条件对苯酚降解及羟自由基生成的影响

以钛基PbO2电极为活性阳极,通过电化学氧化法降解处理苯酚模拟废水,系统考察了羟自由基（·OH）抑制剂、支持电解质、酸碱性等电解液条件对苯酚水溶液COD去除率的影响。同时,以水杨酸（SA）为·OH捕捉剂,通过高效液相色谱分析技术对不同电解液条件下·OH的生成量进行间接检测。结果发现,PbO2电极上苯酚水溶液的COD去除符合一级反应动力学规律,其表观反应速率常数在分别加入·OH抑制剂NaHCO3、Na2CO3和叔丁醇时显著下降,表明苯酚的电化学氧化降解遵循·OH反应机理;支持电解质对电解液体系中·OH生成量的影响不明显,主要通过在阳极氧化生成的氧化剂参与苯酚的降解,以NaCl为支持电解质时降解效率最高,其次是Na2SO4,最后为NaNO3;随电解液pH值的增加,苯酚水溶液的COD去除速率不断提高,而·OH的生成量在碱性条件下亦显著增加。     

TiO2光催化耦合SO4-·体系对硝基苯酚的降解性能及动力学

利用溶胶-凝胶法在改性的ZSM-5分子筛上负载TiO2制备复合光催化剂TiO2/ZSM-5m,采用扫描电镜、N2吸附-脱附等温线和X射线衍射对材料进行表征。通过耦合Fe2+/S2O82-产硫酸根自由基SO4-·体系,以对硝基苯酚(pNP)为目标污染物,系统考察了初始pH、TiO2/ZSM-5m投加量、FeSO4、Na2S2O8浓度和初始浓度对pNP降解性能的影响。结果表明,在TiO2/ZSM-5m投加量为0.8 g/L,pH为4.0,FeSO4为0.4 g/L,Na2S2O8为2.4 g/L,常温下反应240 min的优化条件下,对pNP(初始浓度50 mg/L)去除率达到99.31%,光催化降解动力学符合Langmuir-Hinshelwood模型,UV-vis图谱推测对硝基苯酚分子结构发生改变,被有效降解。     

湿式过氧化氢氧化活性艳蓝KN-R

为了有效地处理印染废水,采用湿式过氧化氢氧化法(wet peroxide oxidation,简称WPO)降解活性艳蓝KN-R。通过筛选反应因子,获得了最佳反应条件。当初始浓度为200 mg/L时,在最优条件下,活性艳蓝KN-R的脱色率和TOC去除率分别为100%和68.54%。在120~150℃考察了该反应的动力学,结果表明,活性艳蓝KN-R的湿式过氧化氢氧化反应符合准一级动力学方程,并且通过计算得到了反应活化能为73.9 kJ/mol。利用气相色谱/质谱联用仪(GC-MS)鉴定活性艳蓝KN-R降解产物主要为几种小分子有机酸,如丁二酸、已二酸、邻苯二甲酸。通过添加自由基捕获剂(叔丁醇)研究了自由基反应机理,结果表明羟基自由基对活性艳蓝KN-R的降解起着主要作用。     

吹脱-电化学催化氧化组合工艺去除地下水中氨氮

以上海某钢铁工业区固废堆场氨氮污染的地下水为研究对象,研究了单独电化学氧化法、光/电协同氧化法、吹脱-电化学催化氧化组合法对氨氮的去除效果,提出能高效除氨氮且适合工程实际应用的吹脱-电催化氧化组合工艺。结果表明,相较单独电化学氧化,光/电协同氧化体系中的强氧化活性物质(HO·、HOCl、ClO⁻等)通过自由基链式反应和光解反应生成氧化性更弱的ClO·,反而削弱氨氮去除效果。而吹脱-电催化氧化组合工艺下氨氮、总氮的去除率分别为97.62%、90.23%,出水满足《地下水质量标准》(GB/T 14818-2017)IV类标准。电子顺磁共振(EPR)和活性氯生成实验证实HO·和活性氯(HOCl、ClO⁻、Cl₂)在氨氮转化过程中的重要作用。本实验为进一步研究和设计基于电化学法处理废水中的氨氮技术和组合工艺提供了理论依据。     

可见光/石墨相氮化碳/溴化氧铋/过二硫酸盐体系高效降解活性蓝19的增强效应及路径

为探究光催化降解蒽醌染料活性蓝19(RB19)过程中蒽醌的光敏特性对去除率的影响,以石墨相氮化碳/溴化氧铋(g-C₃N₄/BiOBr)为光催化材料,引入光照(vis)与过二硫酸盐(PS),构成协同催化氧化体系,考察光激发产物半醌自由基(Q⁻·)的形成及其参与、增强体系氧化能力的作用机制,采用单因素(材料投加量、初始pH、活性蓝19初始质量浓度、过硫酸盐投加量、光照强度)分析方法,探究Q⁻·增强效应的影响,使用降解动力学方法及LC/MS评估降解后废水的毒性。结果表明：Q⁻·的形成不仅加速了过硫酸盐的活化过程,Q⁻·与氢醌(H₂Q)、醌(Q)形成的循环作用也强化了材料的光催化效应,在模拟太阳光照射下(300 W),催化剂用量为0.1 g·L⁻¹和PS投加量为400 mg·L⁻¹时,Q⁻·引发的长链式自由基反应使该体系在 80 min内对40 mg·L⁻¹的RB19的降解率可达到100%;反应条件对催化效果影响的大小顺序为材料投加量>初始pH>RB19初始质量浓度>过硫酸盐投加量>光照强度;Q⁻·中间体的形成有效提高了体系内自由基的含量,是反应后废水毒性显著降低的主要原因。由此可知,体系内Q⁻·所引发的自降解自循环、长链式自由基效应是实现RB19高效降解的主要因素。本研究结果可为开发蒽醌类染料废水处理技术的开发及实际应用提供参考。     

微波-Cu(Ⅱ)-Fenton氧化法处理间硝基苯胺废水

为了强化MW-Fenton法有机废水处理技术,向MW-Fenton体系中加入Cu(Ⅱ),组成MW-Cu(Ⅱ)-Fenton体系,并以间硝基苯胺(m-NA)为底物,对该体系进行了研究。首先考察了包括MW-Cu(Ⅱ)-Fenton体系在内的6种污水处理方法对m-NA配水的处理效果,并对其进行了准一级动力学对比。结果表明:MW-Cu(Ⅱ)-Fenton氧化法具有最大的反应速率常数(0.379 min-1),是MW-Fenton法(0.279 min-1)的1.36倍;Fe(Ⅱ)为MW-Cu(Ⅱ)-Fenton氧化法中的核心催化剂,Cu(Ⅱ)为辅助催化剂。在此基础上考察了pH,nH2O2/nFe(Ⅱ)和对MW-Cu(Ⅱ)-Fenton体系的影响,并进行了优化,根据实验结果,确定最佳条件为:pH=3.0,=0.20 mmol/L,nH2O2/nFe(Ⅱ)=80,=0.3 mg/L。最后,利用荧光分光度法测定了6种氧化体系中羟基自由基(·OH)的相对生成量,对比结果表明Cu(Ⅱ)是通过加快MW-Fenton体系中·OH的生成速率而起作用的。     

掺硼金刚石三电极系统处理垃圾渗滤液实验研究

实验以掺硼金刚石电极为阳极构建三电极系统处理稳定的垃圾渗滤液.考察了稀释比、初始pH值、电流密度和极板间距4个因素对垃圾渗滤液污染物去除率的影响.实验结果表明,电流密度、稀释比是影响电化学氧化垃圾渗滤液的主要因素,极板间距、初始pH值对电化学氧化垃圾渗滤液的影响较小.在稀释比为1:2、电流密度为75 mA/cm2、pH值未调节、极板间距为10 mm最优工况时,经过5 h电化学氧化后NH4+-N、COD均能完全去除;NH4+-N、COD去除率分别满足线性方程y =21.759t、y =20.717t,对应的线性相关系数为0.9923和0.9925.最优工况条件下,BDD电极电化学氧化垃圾渗滤液的能耗为260 kWh/m3.     

Seasonal variation characteristics of hydroxyl radical pollution and its potential formation mechanism during the daytime in Lanzhou

Hydroxyl free radicals(OH radicals) play the main role in atmospheric chemistry and their involving reactions are the dominant rate determining step in the formation of secondary fine particulate matter and in the removal of air pollutants from the atmosphere.In this paper,we studied the seasonal variation characteristics of OH radicals during the daytime in Lanzhou and explored the potential formation mechanism of high concentration OH radicals.We found that the OH radicals in four seasons was ...     

典型工业城市夏季VOCs污染特征及反应活性

为研究典型工业城市夏季挥发性有机物（VOCs）污染对环境的影响及成因,利用2020年7月在淄博市城区的VOCs在线监测数据,分析了污染日和清洁日VOCs的污染特征、化学反应活性和臭氧（O₃）污染成因.结果表明,污染日总挥发性有机物（TVOC）小时浓度均值较清洁日高32.5%,分别为（50.6±28.3）μg·m^-3和（38.2±24.9）μg·m^-3,污染日和清洁日各组分贡献率均为：烷烃>芳香烃>烯烃>炔烃,TVOC和O₃浓度日变化均呈现相反的变化趋势.污染日臭氧生成潜势（OFP）、·OH消耗速率（L_·OH）和二次有机气溶胶生成潜势（SOA_p）均高于清洁日,烯烃对OFP和L_·OH贡献最大,芳香烃对SOA_p贡献最大;OFP和SOA_p日变化趋势和TVOC基本一致;化学反应活性优势物种以烯烃和芳香烃类物质居多.VOCs/NO_x法判断污染日和清洁日O₃敏感区属性均处于VOCs控制区和过渡区,而烟雾产量模型法（SPM）诊断污染日O₃敏感区属性在08：00~16：00期间处于VOCs控制区和过渡区交替状态,清洁日各时段均处于VOCs控制区.为减轻该市夏季O₃污染,应加强对VOCs （烯烃和芳香烃）和氮氧化物（NO_x）的协同控制.     

磁改性羊粪衍生ZVI-生物炭的制备及其活化过一硫酸盐降解AO7特性研究

以羊粪为原料,制备磁改性羊粪衍生ZVI-生物炭复合材料 （SMF₈₀₀）,通过BET、SEM、XRD、N₂吸附-脱附等温线等对其表面形貌及晶体结构进行表征,并采用序批实验考查活化剂和过一硫酸盐 （PMS） 投加量、温度、溶液初始pH、无机阴离子等因素对AO7降解效率影响.结果表明,SMF₈₀₀拥有高度石墨化及多孔结构,在最佳条件下 （PMS=0.8 g·L^-1、SMF₈₀₀=0.5 g·L^-1、AO7=20 mg·L^-1、T=25 ℃）,40 min内AO7能被完全降解,在弱酸条件下有利于脱色,且活化剂经过3次循环使用后仍具有良好的活化效率.猝灭实验和XPS测试结果表明,自由基 （SO4- ?、·OH、O₂^·- ） 和非自由基途径 （¹O₂） 协同作用于AO7的降解,其中以Fe⁰还原PMS产生SO4- ?的自由基途径占主导地位,以Fe⁰诱导碳电子、生物炭表面含氧官能团 （C-OH 和COOH） 激活PMS产生¹O₂为辅,而SMF₈₀₀石墨化及大量的sp²-C结构为电子转移提供良好的场所.综上,本研究设计制备了一种新型的生物炭基ZVI活化剂,以期为有机废水高效、低成本的处理方法提供新的技术支撑,同时也为粪源资源化利用提供新的途径.