纳米TiO2/EP光催化降解罗丹明B废水的研究

通过溶胶-凝胶法制备出可漂浮于水面的膨胀珍珠岩(EP)负载型TiO2,研究其在水中对罗丹明B(RB)的去除效果、吸附降解动力学以及最佳工艺条件,并研究其多次回收再生后的降解效果。结果表明,浸渍3次的负载型TiO2光催化活性最高,回收5次后活性变化很小,降解率下降不到8%;光催化剂用量为0.2 g,20 mL初始浓度为10 mg/L和15mg/L RB溶液光照6 h后降解率分别达98%和74%。在实验浓度范围内,该光催化反应可用一级反应动力学方程描述。     

TiO_2胶体光催化降解罗丹明B染料

TiO2胶体从钛氧有机物水解制备,表征的方法有：X射线衍射光谱（XRD）、激光散射粒径分布、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线光电子谱（XPS）和透射电子显微镜（TEM）。利用罗丹明B染料分子作为探针分子研究TiO2胶体的光催化活性,分析了pH、催化剂用量、外加氧化剂（H2O2）用量及罗丹明B初始浓度对TiO2胶体光催化活性的影响。结果表明：制备的TiO2胶体粒子平均粒径为13.8 nm（激光散法测定）,光催化降解罗丹明B染料的反应属于一级动力学反应,可以用Langmuir-Hinshewood模型加以描述,反应速率常数k1为0.08413 mg/（L.min）,平衡吸附常数k2为1.5305 L/mg;在pH为6,TiO2胶体用量为0.04%,H2O2（含量30%）用量为0.2%（V/V）,光照度为69.6μW/cm2时,5 h后罗丹明B染料的降解率可达到99%以上;相似的条件,0.2%的P25 TiO2粉体光催化处理染料水时,罗丹明B的降解率为90%。纳米TiO2胶体不仅可以提高罗丹明B的光催化降解率,还具有用量少,可有效降低水处理成本的特点。     

三维粒子电极处理染料废水的效能及机制

以自制的负载Sb掺杂Sn O2的陶瓷颗粒为粒子电极,构建三维电极体系,对其处理活性艳红X-3B废水的效能进行研究,并借助于循环伏安曲线、羟基自由基的荧光光谱检测技术对三维粒子电极体系的电催化氧化机制进行研究。结果表明,优化槽电压为13 V,处理时间为60 min时,三维电极体系对活性艳红X-3B废水的COD去除率和相应能耗分别为85.6%与16.8 k W·h/(kg COD),与二维电极体系相比COD去除率提高了32.9%,能耗降低了33.3%。UV-Vis吸收光谱分析表明电催化氧化技术可以破坏活性艳红X-3B分子中的偶氮键、苯环和萘环,将大分子降解为小分子。电催化氧化机制研究表明,在本实验条件下三维电极主要通过间接氧化而不是直接氧化提高电催化氧化效能,即在三维粒子电极体系中羟基自由基的产生量多于二维电极体系,从而实现高效低耗处理活性艳红X-3B废水。     

La_2O_3-TiO_2的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了La2O3-Ti O2光催化剂;运用XRD,UV-Vis DRS,BET技术对光催化剂进行了表征;并以太阳光为光源,研究了不同制备条件及光反应条件下La2O3-Ti O2对罗丹明B的降解效果。实验结果表明:最佳制备条件为镧掺杂量(硝酸镧与钛酸丁酯的质量比)0.9%、焙烧温度500℃、焙烧时间2 h;该条件下制备的光催化剂为中孔结构(平均孔径3.867 nm),禁带宽度小(2.07 e V),Ti O2为锐钛矿相;在光催化剂投加量为2 g/L、溶液p H为3的最佳光反应条件下反应4 h,La2O3-Ti O2对罗丹明B的降解率达99.7%,远高于N-Ti O2的42.0%;重复使用5次的La2O3-Ti O2光催化剂仍对罗丹明B保持较高的降解率(98.5%)。     

基于C5.0决策树和时序HJ-1A/B CCD数据的神农架林区植被分类

我国神农架林区海拔高、气候复杂,森林类型多样,结构破碎,森林遥感分类难度较大。将2013年时间序列HJ-1A/B CCD遥感影像作为数据源,计算出植被指数(NDVI、DVI、RVI)和主成分第一分量(PC1),使用DEM数据生成地形因子(高程、坡度、坡向),构建植被分类时序因子集。运用C5.0决策树分类法将神农架林区植被细分为七类:针叶林;针阔混交林;落叶阔叶林;常绿和落叶阔叶混交林;常绿阔叶林;灌丛和草甸。结果表明:该方法的总体精度为72.7%,Kappa系数为0.67;在6~8月,针叶林、草甸和灌丛的植被指数明显低于常绿阔叶林、常绿和落叶阔叶混交林、落叶阔叶林和针阔混交林,对分类的贡献较大,称为植被分类的"窗口期"。PC1、NDVI和高程因子对神农架林地的区分度较高,而坡度、坡向和RVI因子对分类帮助不大。作为一种智能分类方法,C5.0决策树分类方法应用于30m分辨率的时间序列HJ-1A/B CCD数据,能够将地貌复杂的神农架林区植被分为七类,提高了类别精度,具有更高的应用价值。     

改性矿物吸附法和O3氧化法对维生素B12废水脱色处理

采用改性矿物吸附法和O3氧化法对某制药厂维生素B12废水进行脱色处理。以废水色度去除率大于50％为目的,通过实验确定改性矿物吸附法和O3氧化法处理维生素B12废水的最佳工艺条件：废水的pH为3．00,有机化膨润土的投加量为5g／L,PAC的投加量为6g／L,投加有机化膨润土后搅拌时间为30min时,废水的色度去除率可达到51．3％,处理成本为12．85元／t。O3氧化法的最佳条件：废水的pH保持不变,O3流量为5g／h,反应时间为2min,废水的色度去除率可达到68．8％,处理成本为0．96元／t。对比这2种方法,O3氧化法处理该废水成本更低、效率更高,并且能提高废水的可生化性以便后续处理。     

Cu-SBA-15催化湿式过氧化氢氧化水溶液中罗丹明B

采用水热晶化法合成了不同含铜量的Cu-SBA-15介孔分子筛,并且用XRD、N2吸附、TEM以及UV-vis对所合成的样品进行表征。以Cu-SBA-15为催化剂,H2O2为氧化剂,催化湿式过氧化水溶液中的罗丹明B,主要考察H2O2浓度、催化剂用量、处理温度、初始pH等因素对罗丹明B氧化效果的影响。结果表明,在同样的处理条件下罗丹明的脱色率明显高于TOC去除率,处理温度、初始pH对罗丹明B的脱色与氧化有重要影响。在罗丹明B初始浓度100 mg/L,H2O2初始浓度1.8 g/L,催化剂量0.3 g/L,温度60℃,pH为7.0,处理时间100 min时,罗丹明B的脱色率为98.6%,TOC去除率为62.8%。     

温度对阶段培养法建立高盐生物系统的影响

腌制废水具有高有机物、含盐量高(7%左右)等特点,废水可生化性在0.4左右,其处理的最大难点在于生化性较差影响正常生物方法的处理和生化段高盐生物系统的建立;本实验主要针对水解酸化工艺,考察了利用阶段培养法建立高盐生物系统的效果及温度对高盐生物系统的影响,实验结果表明,在中温((28±2)℃)下利用阶段培养法可以建立良好的高盐生物系统,对含盐量在5.5%左右的腌制废水处理效果良好,废水B/C由0.4提高为0.6左右,COD去除率为23.81%,微生物活性温度在28.11 mg/L,挥发性脂肪酸(VFA)为34 mmol/L。     

罗丹明B在碱化丝瓜络纤维上的吸附性能

以碱化丝瓜络纤维作为生物吸附材料去除罗丹明B,研究了罗丹明B初始浓度、吸附时间及吸附温度对吸附效果的影响。结果表明:(1)加入10%(质量分数)NaOH溶液、100℃下振荡30min的碱化丝瓜络纤维吸附性能最好,吸附率达到43.82%。(2)随着pH、吸附剂投放量的逐渐增大,碱化丝瓜络纤维对罗丹明B的平衡吸附量逐渐减少。(3)随着吸附温度的升高,碱化丝瓜络纤维对罗丹明B的平衡吸附量先增大后减小,25℃时达到最大值(17.65mg/g)。(4)随着罗丹明B初始浓度的升高,平衡吸附量逐渐增加,但增加的幅度逐渐减小。(5)随着吸附时间的延长,碱化丝瓜络纤维对罗丹明B的吸附量逐渐增加,240min时吸附量基本趋于平衡。(6)Langmuir方程、二级吸附动力学方程能更好地拟合碱化丝瓜络纤维对罗丹明B的吸附过程。(7)碱化丝瓜络纤维对罗丹明B的吸附为物理吸附。(8)碱化丝瓜络纤维对实际废水中的罗丹明B仍然有较好的吸附能力。     

废椰壳制备活性炭负载CuO处理活性艳红X-3B废水的工艺优化

为了综合利用废椰壳,进行了废椰壳制备活性炭并负载氧化铜处理活性艳红X-3B废水的研究。采用正交实验法,以COD和色度去除率为目标函数确定了活性炭的最佳制备工艺条件为：磷酸浓度65%（质量百分数）,m（磷酸）/m（椰壳）比3∶1,活化时间2.5 h,活化温度500℃。在该活性炭上负载氧化铜处理活性艳红X-3B染料废水,其COD和色度去除率分别为83.70%和99.72%。用扫描电镜（SEM）和X衍射仪（XRD）对裸活性炭和载铜活性炭样品表面形貌和结构进行了表征和分析。通过单因素实验法确定了废水处理的最佳工艺条件为：pH值5,曝气时间4 h和催化剂用量0.55 g,在此条件下,COD和色度去除率分别为86.70%和99.75%,相应的出水指标为75 mg/L和32稀释倍数。