零价铁对2,4-二氯酚的还原脱氯研究

氯酚是环境中常见的难降解污染物,氯酚中氯原子的脱除可以提高其生化性。在恒温条件下,利用零价铁(Fe0)还原2,4-二氯酚(2,4-DCP)的模拟废水,研究得出在不同条件下溶液的脱氯率,表明在初始溶液pH=4.2时有利于脱氯反应的进行,Fe/C和Fe/Cu体系形成原电池,脱氯能力大大提高,Fe/Cu体系的脱氯率达到了60%,Fe/C体系的脱氯率达到了44%。溶解氧对2,4-DCP的脱氯反应有明显的抑制作用,厌氧条件下过6个小时脱氯率能够达到50%,而在好氧条件下的脱氯率为40%左右。通过XRD检测,分析了使零价铁钝化的原因。     

Ni-Fe双金属对氯代苯酚催化还原脱氯的试验

分别采用Ni-Fe双金属体系和单一零价铁对氯代有机物2,4-二氯苯酚、2-氯苯酚和4-氯苯酚进行了催化还原脱氯的研究。结果表明:单一零价铁能够对氯代苯酚还原脱氯,但效率不高,通常在10%～25%。在镍的催化作用下,零价铁对氯代苯酚的还原脱氯效率大大提高。当零价铁加入量为60 g/L,硫酸镍为0.6 g/L,初始氯代苯酚的质量浓度在25 mg/L左右,反应初始pH值控制在偏酸性的条件下,还原脱氯效率可达到70%以上。氯代苯酚降解的准一级速率常数和降解率满足以下规律:4-氯苯酚大于2-氯苯酚大于2,4-二氯苯酚。     

醇水体系制备纳米Pd/Fe颗粒去除水中2,4-DCP

为了提高纳米铁的活性和分散性,在醇水体系下制备出纳米钯铁(Pd/Fe)双金属颗粒并表征,将制得的纳米Pd/Fe颗粒应用于水中2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的去除,考察了材料投加量、反应温度、初始pH值、2,4-二氯苯酚初始浓度等因素对2,4-DCP去除的影响,分析了2,4-DCP的去除机理并进行动力学拟合。结果表明,在醇水体系中制备纳米铁有利于纳米颗粒的稳定分散;钯的加入将脱氯途径转变为催化加氢,极大改善了2,4-DCP的去除效果;当2,4-DCP初始浓度为20 mg/L、反应温度30℃、纳米Pd/Fe颗粒投加量为2 g/L时,2,4-DCP可在5 h内去除99.9%;反应过程符合修正的一级反应动力学方程。     

6种二氯酚电催化还原脱氯:表观动力学过程比较

采用自制的钯/聚吡咯(十二烷基苯磺酸钠)/钛(Pd/PPy(SDBS)/Ti)电极对二氯酚(DCP)的6种同分异构体进行了电化学还原脱氯研究。探讨了脱氯电流、溶液初始pH和污染物初始浓度对2,5-DCP脱氯过程的影响。在脱氯电流5 mA、溶液初始pH 2.5、温度25℃、污染物初始浓度100 mg·L^-1的条件下对2,3-DCP、2,4-DCP、2,5-DCP、2,6-DCP、3,4-DCP和3,5-DCP的脱氯过程进行了比较。6种DCP的脱氯产物均以苯酚为主,有少量的单氯酚产生,脱氯反应速率常数依次为4.735×10^-2、4.609×10^-2、4.845×10^-2、4.317×10^-2、3.973×10^-2、3.770×10^-2 min^-1。推测DCP的降解速率受pK_a、质子化效应和溶液pH等因素的影响,降解难度由小到大依次为2,4-DCP< 2,3-DCP< 2,5-DCP< 2,6-DCP< 3,4-DCP< 3,5-DCP。     

Pd/Fe双金属对1,2,4-三氯苯的催化脱氯

采用Pd/Fe双金属体系对1,2,4-三氯苯（1,2,4-TCB）进行了快速催化还原脱氯的研究.结果表明,在钯的催化作用下,零价铁对1,2,4-TCB有较好的还原脱氯效率.当Pd/Fe双金属的钯化氯为0.06%时,催化剂用量为1g/40mL,反应1h后TCB的脱氯率可达99%.反应速率随钯化氯的提高而增加.反应在Pd/Fe表面进行,符合准一级反应,反应速率常数为0.0837min-1.TCB在催化脱氯的过程中先脱氯成为DCB,再依次脱氯为氯苯和苯.     

超声波/零价铁协同降解2,4-二氯苯酚和五氯苯酚的研究

以2,4-二氯苯酚和五氯苯酚为目标污染物,分别在单一超声波体系、单一零价铁还原体系和超声波/零价铁协同体系下进行间歇性试验,结果表明:超声波/零价铁协同体系对2,4二氯苯酚和五氯苯酚的降解率明显高于单一超声波体系或单一零价铁体系下的降解率,也高于两单一体系下的降解率之和,表现出显著的协同作用,各反应体系下的降解规律符合一级反应动力学方程;同时考察了初始pH、初始浓度、零价铁投加量以及超声波声功率等控制参数对协同体系下降解率的影响。     

超声波／零价铁联合降解2，4-二氯酚的特性研究

研究了2,4-二氯酚（2,4-DCP）在超声波／零价铁联合体系中（US／Fe^0）的降解,考察了零价铁（Fe^0）投加量、初始pH、初始2,4-DCP浓度（C0）等控制参数对2,4-DCP降解效率的影响。结果表明,其降解效率分别在Fe^0投加量1．2g／L～1．6g／L,及初始pH2～3时达最大值,随目标污染物初始浓度的提高,其降解效率降低,超声波和零价铁联合体系适合降解较低浓度的2,4-DCP溶液。     

Cu@nZVI制备及降解2,4-DCP研究

众所周知,在液相体系中纳米铁(n ZVI)对有机氯化物具有良好的脱氯能力。本文采用一部液相还原法制备Cu@n ZVI和n ZVI纳米颗粒,并将其应用于2,4-DCP降解的对比研究。对Cu/Fe质量比、2,4-DCP初始浓度及p H的影响进行了探讨。得出最佳降解条件为Cu/Fe质量比=1∶1,2,4-DCP初始浓度=100 mg/L,p H=3.5。同时证明Cu@n ZVI体系的氧化还原效果明显好于n ZVI体系。     

零价铁对土壤中六氯乙烷还原脱氯研究

本文研究了常温常压下Fe^0及其负载贵金属的多组分体系及其他反应条件对土壤中六氯乙烷还原脱氯效率的影响。实验证明：Fe^0及其负载Pd、Pt、Rh多组分金属体系对六氯乙烷都有还原脱氯作用,Pd、Pt、Rh之间不存在协同催化还原脱氯效应;反应初始pH呈酸性时有利于脱氯反应进行;加入甲醇能够提高六氯乙烷在土壤溶液中的溶解度,但不能有效提高其在土壤中的还原脱氯率;甲酸铵是Fe^0体系对六氯乙烷还原脱氯的良好助剂,当甲酸铵加入量为400mg时,用Fe^0还原六氯乙烷脱氯率可以提高59％左右;相同实验条件下,用Pd／Fe还原六氯乙烷的脱氯率可以提高77％左右。文中对零价铁还原脱氯反应机理和助剂甲酸铵的作用机理作了初步探讨。     

改性纳米铁镍去除水中2,4-DCP的研究

采用Pluronic F-127改性纳米零价铁后负载镍,形成改性纳米铁镍(F-NZVI/Ni)。探讨了Ni的负载量、F-NZVI/Ni的投加量、2,4-DCP初始浓度、pH及反应温度对2,4-DCP去除率的影响。同时探究了F-NZVI/Ni去除2,4-DCP的最佳条件下F-NZVI/Ni去除2,4-DCP的反应过程。结果表明,F-NZVI/Ni去除2,4-DCP的能力优于NZVI,当F-NZVI/Ni投加量为3 g/L,镍负载率为5%,2,4-DCP初始浓度为20 mg/L,反应温度为35℃,初始pH值为7时,2,4-DCP的去除率为97%。F-NZVI/Ni去除2,4-DCP主要是先吸附,然后在镍催化剂作用下将2,4-DCP降解为苯酚。     

腐殖质/铁氧化物协同促进2,4-D微生物厌氧降解

构建"铁/腐殖质还原菌(Comamonas koreensis,CY01)、腐殖质模式物、铁氧化物、2,4-D"厌氧反应体系,研究2,4-D转化效率与转化途径,探讨2,4-D转化促进机制。结果表明,CY01对2,4-D的直接脱氯效果微弱,蒽醌-2,6-二磺酸钠(AQDS)与针铁矿(α-FeOOH)的加入可有效促进2,4-D厌氧转化,25 d时降解率提高2倍,达33.3%。CY01/AQDS/α-FeOOH/2,4-D体系中,AQDS、Fe(Ⅲ)及2,4-D微生物还原3种过程同时存在,AQDS和Fe(Ⅲ)充当电子穿梭体,加速胞内电子向胞外2,4-D的转移,协同促进2,4-D还原脱氯。本研究可为难降解有机氯农药污染土壤的修复研究提供借鉴。     

改性纳米铁镍去除水中2,4-DCP的研究

采用Pluronic F-127改性纳米零价铁后负载镍,形成改性纳米铁镍(F-NZVI/Ni)。探讨了Ni的负载量、F-NZVI/Ni的投加量、2,4-DCP初始浓度、pH及反应温度对2,4-DCP去除率的影响。同时探究了F-NZVI/Ni去除2,4-DCP的最佳条件下F-NZVI/Ni去除2,4-DCP的反应过程。结果表明,F-NZVI/Ni去除2,4-DCP的能力优于NZVI,当F-NZVI/Ni投加量为3 g/L,镍负载率为5%,2,4-DCP初始浓度为20 mg/L,反应温度为35℃,初始pH值为7时,2,4-DCP的去除率为97%。F-NZVI/Ni去除2,4-DCP主要是先吸附,然后在镍催化剂作用下将2,4-DCP降解为苯酚。     

改性沸石负载纳米铁/镍去除地下水中2,4-二氯苯酚的渗透反应格栅研究

为研究新制备复合材料改性沸石负载纳米零价铁/镍去除水中2,4-二氯苯酚效果以及该材料在地下水污染原位修复中的应用情况,开展了2,4-二氯苯酚的批实验和柱实验。结果表明,材料的双金属颗粒分散性良好,避免了团聚现象的出现。水中2,4-二氯苯酚的去除是在复合材料表面降解和吸附协同作用的结果,且降解在整个过程发挥更大的作用。通过渗透反应格栅实验中不同孔隙体积下p H、ORP、温度的考察发现,溶液处于弱碱性状态,不利于脱氯反应的进行,而体系ORP和温度均有利于2,4-二氯苯酚的脱氯反应。     

纳米零价铁/过硫酸盐去除2,4-二氯酚的动力学研究

为更好地理解纳米零价铁(nZVI)激活过硫酸盐(PS)的机制和动力学,基于Langmuir-Hinshelwood机理,结合nZVI/PS体系中主要的反应步骤对2,4-二氯酚(2,4-DCP)的降解过程建立动力学模型。使用不同影响因素下(包括nZVI投加量、初始PS浓度和初始2,4-DCP浓度)PS,2,4-DCP浓度变化数据拟合动力学模型并确定速率常数,通过对速率常数的敏感性分析得到：2,4-DCP降解的整体反应动力学是由前体表面复合物内部发生电子转移反应形成硫酸根自由基SO₄^·-以及2,4-DCP被羟基自由基OH^·降解这两个过程来控制的。     

电-生物体系的运行方式对二氯酚还原降解的影响

废水中较高浓度的2,4-二氯酚(2,4-DCP)以溶解态和胶体2种形态存在。研究了间歇式电辅助微生物体系(IEMS)和连续式电辅助微生物体系(CEMS)对较高浓度2,4-DCP的还原降解效果。结果表明CEMS对溶解性2,4-DCP的降解符合零级反应动力学特征,动力学常数为0.245 h-1,对2,4-DCP降解中间产物邻氯酚(2-CP)和对氯酚(4-CP)的降解也为零级反应,动力学常数分别为0.048、0.081 5 h-1。IEMS在停止电辅助期间对胶体态2,4-DCP的水解效率远高于CEMS,2个体系均为零级反应,动力学常数分别为0.083 4、0.027 1 h-1。较高浓度的2,4-DCP宜采用IEMS处理。     

改性沸石负载纳米铁/镍去除地下水中2,4-二氯苯酚的渗透反应格栅研究

为研究新制备复合材料改性沸石负载纳米零价铁/镍去除水中2,4-二氯苯酚效果以及该材料在地下水污染原位修复中的应用情况,开展了2,4-二氯苯酚的批实验和柱实验。结果表明,材料的双金属颗粒分散性良好,避免了团聚现象的出现。水中2,4-二氯苯酚的去除是在复合材料表面降解和吸附协同作用的结果,且降解在整个过程发挥更大的作用。通过渗透反应格栅实验中不同孔隙体积下p H、ORP、温度的考察发现,溶液处于弱碱性状态,不利于脱氯反应的进行,而体系ORP和温度均有利于2,4-二氯苯酚的脱氯反应。     

纳米铁粉对四氯化碳的脱氯行为

采用纳米Fe粉对四氯化碳(CCl4)进行脱氯处理.选用L25(56)正交试验方案,以纳米Fe粉对CCl4的脱氯率为指标,考察降解介质的初始pH值、纳米Fe粉的质量、反应温度、摇床转速和脱氯时间5个影响因素.结果表明:pH值的影响显著.纳米Fe粉对CCl4脱氯的最佳工艺条件为:介质的初始pH=2.0,纳米Fe粉为2.0 g,体系温度为50℃,摇床转速为200 r/min,降解18 h.在最佳工艺条件下获得了99.5%的脱氯率.     

氯代有机物脱氯时pH值变化影响因素的研究

研究了氯代有机物在Fe/Cu双金属体系中发生还原脱氯反应时pH值的变化与影响因素,结果表明在脱氯过程中pH值会不断发生变化,pH值条件对还原脱氯有很重要的影响,其最佳初始pH值条件为4~5左右,但是该反应体系有较强的pH值缓冲功能,能够适应较广的pH值变化范围。     

有机胺对Pd/C催化氯酚加氢脱氯反应的影响

采用Pd/C催化剂,选择不同的溶剂体系,首先分别比较了有机碱Et₃N以及无机强碱NaOH对Pd/C催化2,4-二氯苯酚（2,4-DCP）加氢脱氯反应的影响。结果表明,醇类溶剂中,Et₃N作为质子吸收剂,2,4-DCP能够在Pd/C催化下高效彻底加氢脱氯。并通过SEM、XRD和XPS等表征分析,发现Et₃N能够中和加氢反应产生的HCl,生成三乙胺盐酸盐（Et₃N·HCl）,从而消除HCl对催化剂的毒化作用,同时避免了因Et₃N·HCl在催化剂表面的沉积而引发的催化剂失活的问题。进一步研究了不同类型的有机胺对甲醇中Pd/C催化2,4-DCP加氢脱氯反应速率和反应选择性的影响。研究表明,短链有机胺（伯胺、仲胺和叔胺）更有利于Pd/C催化2,4-DCP加氢脱氯反应的进行。在此基础上建立一种新型Pd/C-甲醇-短链有机胺催化体系,可以高效、彻底地实现对多氯代苯酚类污染物的加氢脱氯降解,为实现温和条件下高浓度多氯代苯酚类污染物的环境友好无害化处理提供新的思路和方法。     

Ni/Fe双金属降解CCl4、CHCl3和CH2Cl2的试验

在批试验条件下研究了Ni/Fe双金属对CCl4(CT)、CHCl3(TCM)和CH2Cl2(DCM)的还原性脱氯性能。结果表明:(1)Ni/Fe双金属可有效对CT和TCM脱氯,但对DCM没有脱氯效果;(2)Ni/Fe双金属对CT和TCM的降解反应均符合准一级反应动力学方程;(3)在相似的反应条件下,Ni/Fe双金属对CT和TCM的脱氯效果好于Fe0,且脱氯速度与Ni/Fe质量比在一定数值范围内成正比;(4)对CT和TCM脱氯的反应速率常数kSA相差10.98～16.60倍,说明Ni/Fe双金属对氯代程度高的CT脱氯快于对氯代程度低的TCM;(5)Ni/Fe双金属对CT脱氯过程产生TCM,不产生DCM,且随着反应时间的继续,产生的TCM也继续被降解;而Ni/Fe双金属对TCM脱氯并不逐级产生DCM;Fe0对CT脱氯不仅产生TCM,也产生DCM。