CeO_2/三维石墨烯催化臭氧氧化降解刚果红

采用原位氧化还原法制备了三维石墨烯负载型CeO_2催化剂(CeO_2/3D GN),采用XRD、FTIR、SEM、比表面积和零电荷点测定等方法对其进行了表征,并考察了CeO_2/3D GN非均相催化臭氧氧化降解水中刚果红染料的影响因素。表征结果显示:CeO_2/3D GN具有相互连通的三维网络结构;CeO_2纳米颗粒均匀地分散在石墨烯片层中;比表面积为190.89 m~2/g;零电荷点pH_(zpc)为7.36。实验结果表明:CeO_2/3D GN非均相催化臭氧氧化体系比单独臭氧氧化体系对刚果红溶液的脱色率提高了60.56百分点;连续5次重复利用CeO_2/3D GN,刚果红溶液脱色率为96.50%~98.00%;在臭氧流量为20 mg/min、催化剂投加量为1.5 g/L、初始溶液pH为7.00的最佳工艺条件下反应15 min,刚果红溶液脱色率可高达94.65%。     

纳米铁强化生物技术处理染料废水的效能

构建纳米铁（nZVI）-生物耦合系统,探讨连续流反应器中耦合系统处理刚果红废水的可行性和可控性.研究发现nZVI将刚果红大分子降解为小分子后,提高了废水的可生化性（由0.04提高至0.69）并降低了毒性（由90.25%降至30.57%）,为生物单元提供良好的环境条件.反应器连续运行期间,耦合系统对初始浓度为500mg/L的刚果红废水脱色率达99%,COD从167mg/L降低到约50mg/L.而单一生物系统的脱色率仅为30%～70%,COD降至116mg/L,且波动较大.研究结果表明,nZVI-生物耦合系统是一种能够深度处理难降解有机染料废水的技术手段.     

光催化降解刚果红时TiO_2失活机理及再生方法研究

以刚果红作为模拟污染物,研究了Ti O2光催化剂的使用活性、失活及再生问题.Ti O2循环使用1、2、3、4、6、8次后,刚果红脱色率依次为86.0%、83.4%、79.1%、65.1%、46.0%、18.8%;失活Ti O2采用250℃、350℃、450℃、550℃进行焙烧再生,并考察其再生效果;通过SEM、XRD、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、傅立叶红外光谱(FTIR)对失活前后及再生Ti O2进行表征,分别分析了光催化剂的表面形态、晶体结构、光学特性及表面物种变化.结果表明:实验条件下,光催化剂反复使用8次后就基本丧失活性;造成Ti O2失活的主要原因,一是Ti O2颗粒的团聚;二是刚果红降解的中间产物,如硫酸盐,硝酸盐及含碳化合物累积在Ti O2表面占据催化剂的活性位,并阻碍光子和底物到达催化剂表面,使其光催化活性逐渐降低;失活Ti O2经最适温度450℃再生后,光催化活性恢复至81.4%.     

改性甘蔗渣对染料吸附行为的研究

以甘蔗渣为基质,环氧氯丙烷为改性剂制备了一种新型吸附剂,用红外光谱、扫描电镜分析了其表面特征。研究了溶液初始p H值、染料浓度、吸附时间、盐浓度对刚果红(CR)染料吸附行为的影响。结果表明,改性吸附剂对刚果红(CR)的最大吸附量为108.9 mg/g,为未改性吸附剂的2.1倍,吸附平衡时间为1.5 h;染料与吸附剂通过静电引力实现吸附,吸附平衡为Langmuir单分子层化学吸附,符合准二级动力学模型;当Na Cl的浓度低于0.8g/L时,对刚果红(CR)吸附影响不大。     

软模板法合成纳米Cu_2O及其光催化研究

采用不同分子量的聚乙二醇(PEG)形成不同大小的胶束为模板,在室温下碱性沉淀制备出多孔性的氧化亚铜纳米粒子。利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对合成产物的晶体结构和微观形貌进行表征,以甲基橙和刚果红的光催化降解为模型,评价了不同分子量聚乙二醇所制备氧化亚铜的光催化性能。结果表明,添加分子量35000的Cu2O对30 mg/L甲基橙催化降解效果最好,40 min达91.49%;添加分子量为200的Cu2O降解30 mg/L的刚果红30 min暗反应后,吸附降解率达95.11%;添加分子量3 5000的Cu2O循环使用4次降解率保持在94%以上。     

磁性CoFe2O4/MgAl-LDH的制备及对水中刚果红的去除

采用水热法制备了CoFe_2O_4,采用化学共沉淀法将镁铝水滑石(Mg Al-LDH)覆盖在CoFe_2O_4上,制成磁性CoFe_2O_4/Mg Al-LDH复合材料,用于去除水中阴离子染料刚果红。考察了溶液p H值、吸附时间、共存阴离子等对吸附过程的影响,研究了CoFe_2O_4/Mg Al-LDH对刚果红吸附动力学、吸附等温线。结果表明,溶液p H值、共存离子对CoFe_2O_4/Mg Al-LDH去除刚果红效果的影响较小。吸附剂对刚果红的吸附过程符合准二级动力学模型,且在吸附时间180 min内基本达到吸附平衡。吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型,CoFe_2O_4/Mg Al-LDH对刚果红的理论最大吸附容量为610.8 mg/g。     

活性污泥胞外聚合物中蛋白质的探针分析方法

应用微相吸附-光谱修正技术(Microsurface adsorption-spectral correction,简称MSASC),利用刚果红(Congo Red,简称CR)探针测定了活性污泥胞外聚合物(Extracellular polymeric substances,简称EPS)中蛋白质(Protein)的含量,与常用的Folin酚法比较,结果一致,蛋白加标回收率为94.5%～107.1%,相对标准偏差(RSD)＜4.5%.对反应机理的分析和产物结合常数的计算结果表明,在pH 2.21时CR-Protein作用符合Langmuir单分子层吸附理论,产物的结合比79∶1,结合常数K=2.17×106,聚集形式为Protein·CR79,摩尔吸收系数ε664r=8.50×105L·mol-1·cm-1.     

金属有机骨架材料Cu3(BTC)2对刚果红的吸附

采用溶剂热法合成了金属有机骨架材料Cu_3(BTC)_2(BTC为均苯三甲酸根),并对其进行了XRD表征。考察了刚果红初始质量浓度、溶液pH及Na~+浓度等工艺参数对Cu_3(BTC)_2吸附刚果红效果的影响,对其吸附热力学和动力学进行了研究。结果表明:刚果红初始质量浓度增大,吸附量增大,脱色率逐渐降低;酸性条件下的吸附性能好于碱性条件;Na~+对吸附具有抑制作用,Na~+的浓度越高,抑制作用越明显;Cu_3(BTC)_2对刚果红的吸附符合Langmuir吸附等温模型和准二级动力模型。     

裂褶菌F17对偶氮染料刚果红的脱色降解及其产物分析

利用本实验室新构建的染料脱色降解体系,对裂褶菌F17(Schizophyllum sp.F17)脱色降解刚果红进行了研究,分析了该菌的主要降解酶,并对刚果红降解产物进行分离和鉴定.结果表明,裂褶菌F17在此体系中对刚果红表现出较高的脱色降解能力,菌球加入48h后脱色率达到91.5%;酶活检测表明,该菌主要产生锰过氧化物酶(MnP),并在脱色48h时,MnP酶活达到最大值96.1U·L-1.此外,对脱色96h和192h后的脱色液进行紫外-可见扫描,发现刚果红在可见光区495nm处的吸收峰已消失,并在紫外区出现多个吸收峰.通过高效液相色谱分离得到1种刚果红降解产物,用质谱和傅立叶红外光谱鉴定,发现该产物相对分子量为184.2,主要官能团为-C6H4-和芳基-NH2,结合刚果红结构和该产物的核磁共振波谱推断其为联苯胺;并且随着降解时间的延长,联苯胺逐渐被降解.     

基于新型陶粒催化剂的H_2O_2/O_3多相催化氧化体系降解刚果红的研究

用自制陶粒催化剂与臭氧(O_3)、双氧水(H_2O_2)构建多相催化氧化体系降解水中的刚果红。采用电镜扫描、能谱分析与红外光谱等表征了陶粒催化剂,考察了反应时间、O_3浓度、H_2O_2投加量等因素下多相催化氧化体系对刚果红色度和COD去除率。结果表明:自制的陶粒催化剂表面较为粗糙,比表面积较大,反应后的陶粒催化剂表面较为平滑,比表面积较反应前减少;自制陶粒催化剂对H_2O_2催化能力差,但对O_3、H_2O_2/O_3具有较好的催化效果。当O_3浓度在1.2~3.8 mg/L时,陶粒/H_2O_2/O_3体系较O_3、H_2O_2/O_3对刚果红(100 mg/L)的脱色率分别平均提高了11.72%、15.32%,COD去除率分别提高了16.37%、24.29%,将陶粒引入O_3、H_2O_2/O_3体系中可减少O_3和H_2O_2的用量,提高体系的氧化性能,降低运行成本。