不同活化过硫酸盐体系深度处理制浆造纸废水研究

采用光-Na₂S₂O₈、热-Na₂S₂O₈、Fe²⁺-Na₂S₂O₈、光/Fe³⁺-Na₂S₂O₈、以及超声-Na₂S₂O₈等5种活化体系对造纸废水深度处理中有机物降解的效果进行了研究,考察了pH、温度、初始Na₂S₂O₈浓度、Fe²⁺浓度、Fe³⁺浓度以及超声频率对造纸废水COD降解的影响。结果表明：5种体系对造纸废水COD降解效率比较为：热-Na₂S₂O₈（84.2%）>光/Fe³⁺-Na₂S...     

Mn3O4-MnOOH复合材料催化过硫酸氢钾降解罗丹明B

在碱性条件下，使用H₂O₂部分氧化Mn(OH)₂制备了Mn₃O₄-MnOOH复合材料，并将其作为过硫酸氢钾活化剂用于催化氧化降解水中难降解染料罗丹明B。采用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等多种手段表征了材料的物理化学性质，确定了其为内部Mn₃O₄、外部MnOOH的二元纳米片状核壳式结构。通过考察不同催化体系下罗丹明B的降解效果可得Mn₃O₄-MnOOH复合材料具有比单一锰氧化物更好的催化效能。在此基础上，进一步考察溶液初始pH、催化剂投加量、KHSO₅投加量、污染物浓度等因素对染料降解的影响，确定了适宜的反应条件，即pH为4，催化剂投加质量浓度为0.1 g/L,KHSO₅投加浓度为0.325 0 mmol/L，污染物初始质量浓度为50 mg/L，该条件下，反应30 min后，罗丹明B去除率...     

铁酸钴复合碳纳米管活化过硫酸盐降解铬黑T的性能及机理

采用水热法制备了不同质量比铁酸钴/碳纳米管(CoFe₂O₄/CNT)复合材料，并将其用于活化过一硫酸盐(PMS)降解偶氮染料铬黑T(EBT)。使用扫描电镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪等方法进行了表征。结果表明，引入CNT改善了CoFe₂O₄团聚现象，同时CNT加速CoFe₂O₄表面电子转移过程进一步提高了CoFe₂O₄催化活性。质量比为4∶1的CoFe₂O₄/CNT表现出最高催化活性，CoFe₂O₄/CNT-4∶1+PMS降解EBT过程符合准一级动力学模型，其反应速率常数是CoFe₂O₄+PMS体系的2.02倍。单因素条件实验得出在CoFe₂O₄/CNT-4∶1投加量为0.20g/L、PMS投加量为0.20g/L、EBT质量浓度为10...     

Cu-Fe@C复合材料的制备及其光芬顿催化降解硝基苯研究

采用机械活化法对前驱体物料进行预处理,使纤维素和金属盐通过相互作用力稳定结合,经一步煅烧法得到结构稳定的纤维素基炭负载铜-铁复合材料Cu-Fe@C,将该复合材料用于光芬顿催化降解硝基苯。利用XRD、FESEM、FT-IR、XPS等对复合材料的结构性质进行表征,并探究了硝基苯初始质量浓度、溶液初始pH、催化剂质量浓度、H₂O₂浓度对催化性能的影响。结果表明,在初始质量浓度为50 mg/L、溶液初始pH 7、催化剂质量浓度为0.5 g/L、H₂O₂浓度为64 mmol/L的最佳反应条件下,硝基苯的降解率达91.1%,降解副产物为苯胺,有利于进一步被矿化。复合材料催化剂循环使用5次后,硝基苯的降解率仍在86%以上。     

Fe3O4活化过硫酸钠修复模拟石油污染土壤

采用Fe₃O₄活化过硫酸钠降解土壤中石油污染物,探究Fe₃O₄与Na₂S₂O₈质量比、水土比、过硫酸钠投加量对石油去除效果的影响,分析了石油污染物的降解动力学;对土壤修复前后有机物官能团及表面形貌进行表征。结果表明：当过硫酸钠用量为7%、四氧化三铁与过硫酸钠质量比为1/3、水土比为1/2、室温反应120 h后,石油去除率为53.58%,石油污染物的降解符合二级反应动力学,红外谱图表明氧化后石油污染物的C-H断裂,扫描电境显示氧化降解过程会改变土壤表面形貌。     

铁酸钴活化过一硫酸盐处理高盐废水中罗丹明B的研究

采用溶胶-凝胶法制备了催化剂铁酸钴（CoFe₂O₄）纳米材料,借助扫描电子显微镜（SEM）和 X 射线衍射仪（XRD）对催化剂进行了表征。配制了质量浓度 10 g/L 硫酸钠,50 mg/L 的罗丹明模拟废水,开展了铁酸钴活化 PMS降解高盐废水中罗丹明 B（RhB）的实验。对比了单独投加 PMS、CoFe₂O₄和同时投加 PMS/CoFe₂O₄对 RhB 的降解效果,探究了 PMS投加量、CoFe₂O₄投加量、初始 pH、硫酸钠含量等因素对过一硫酸盐/铁酸钴（PMS/CoFe₂O₄）体系降解RhB 效果的影响。结果表明,PMS/CoFe₂O₄体系降解高盐废水中 RhB 效果显著;硫酸钠的存在对 RhB 的降解过程有一定的抑制作用;在PMS投加量0.8 mmol/L、CoFe₂O₄投...     

FeSO4/K2S2O8对微细粒高黏煤泥的化学调控助滤影响

含大量高灰细泥的煤泥水在沉降浓缩阶段通常会添加大量高分子聚丙烯酰胺(PAM),加速细粒煤的沉降,但PAM的过量使用使浓缩机底流更加黏稠,导致压滤周期延长。通过向含大量高分子PAM的矿浆中添加无机盐FeSO₄、K₂S₂O₈溶液,进行不同药剂用量下煤泥的压滤试验,对药剂添加前后PAM溶液和含PAM矿浆的黏度、颗粒表面电性及颗粒团聚形态进行测试分析,探讨FeSO₄、K₂S₂O₈的作用机理。结果表明：FeSO₄、K₂S₂O₈可降解矿浆中的大分子PAM,降低矿浆黏度,形成松散的大絮体,提高速度,缩短压滤周期,降低滤饼含水率。由于FeSO₄兼具对PAM的化学降解和对微细颗粒的凝聚作用,其助滤效果优于K₂S₂O₈。当FeSO₄用量为...     

巯基功能化镁层状硅酸盐复合材料的构筑及其催化还原性能研究

通过原位合成法将银纳米粒子和Fe₃O₄磁性纳米粒子负载于巯基功能化镁层状硅酸盐(MgSH)上,制备得到Fe₃O₄@MgSH/Ag纳米复合材料。通过SEM、XRD、FTIR等手段对复合材料进行了表征,并考察了Fe₃O₄@MgSH/Ag催化NaBH₄还原4-硝基苯酚(4-NP)的性能。研究结果表明,Fe₃O₄@MgSH/Ag保留了巯基黏土具有的疏松多孔结构,且银纳米粒子和Fe₃O₄纳米粒子均匀负载于MgSH表面。通过动力学分析可知,Fe₃O₄@MgSH/Ag催化NaBH₄还原4-NP的反应遵循准一级反应动力学规律,其表观速率常数k_app为0.160 8 min^-1,并可在10 min内使溶液中0.5 mmol/L4-NP的降解率达到98%以上,...     

改性生物质炭负载铁类Fenton体系降解亚甲基蓝研究

以棉花秸秆作为前驱体,用K₂CO₃活化后制备出改性生物质炭K₂CO₃@BC,置于FeSO₄溶液中形成悬浮液,干燥并煅烧,制得改性生物质炭负载铁催化剂Fe/K₂CO₃@BC。采用XRD、FT-IR、SEM等对Fe/K₂CO₃@BC进行表征,并研究其耐酸耐碱性。以亚甲基蓝作为目标污染物,将Fe/K₂CO₃@BC催化剂和H₂O₂组成非均相类Fenton体系降解水中的亚甲基蓝,探究了溶液pH、Fe/K₂CO₃@BC投加量、H₂O₂用量、温度等因素对亚甲基蓝降解效果的影响。结果表明,催化剂Fe/K₂CO₃@BC中的Fe物种主要以Fe₃O₄形式...     

DMDAAC改性污泥催化剂制备及在苯酚废水中的应用

苯酚废水处理技术中,低温催化湿式氧化技术(CWAO)因其对有机污染物去除浓度范围宽、反应温度低和去除率高等优点被广泛关注。用二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)掺杂污泥生物质炭制备出新型催化剂(DSMC),利用XRD、FTIR、SEM-EDX进行表征,采用响应面法分析法(BBD)对DSMC的制备时间、pH值、n(Fe³⁺)∶n(Fe²⁺)和n(DMDAAC)因素进行分析,并对DSMC投加量、CWAO温度、过硫酸钾(K₂S₂O₈)浓度以及pH值进行讨论和优化。结果表明,DSMC加入量1.0 g/L,pH=11.0,T=180℃,t=2 h,C_K2S2O8=4 000 mg/L时,COD去除率最佳。响应面优化制备参数为t=24 h, pH=11.98,n(Fe²⁺)∶n(Fe³⁺)=1.50,n(DMDAAC)=1.00 mol,该条件下DSMC的CO...     

中空磁性微球活化过一硫酸盐降解水中甲氧苄啶的研究

采用溶剂热法制备了铁酸锰(MnFe₂O₄)中空磁性微球(HM-MnFe₂O₄),利用SEM、TEM、XRD、VSM、XPS、BET/BJH方法对材料进行表观和形貌分析,并将其应用于活化过一硫酸盐(PMS)降解水中的甲氧苄啶(Trimethoprim, TMP),通过高效液相色谱法对降解效率进行评估。结果表明,在pH为9.0、PMS浓度为3.0 mmol/L的条件下,投加0.20 g/L的HM-MnFe₂O₄纳米材料可在120 min内完全降解10.0 mg/L的TMP。同时,考察了阴阳离子对TMP降解过程的影响,Cl^-对TMP的降解有促进作用,HCO^-₃、Cu²⁺和腐殖酸(HA)均具有一定的抑制作用。通过自由基猝灭实验发现降解体系受到·OH、O^-₂·的自由基和¹O₂的非自由基影响。循...     

绿色合成纳米铁/铈催化剂联用过氧化氢降解甲氧苄啶的研究

以抗生素中常见的磺胺增效剂甲氧苄啶（TMP）为目标污染物、葡萄籽提取液合成纳米铁铈（Fe/Ce-NPs）为催化剂,采用非均相类芬顿体系对甲氧苄啶的降解进行研究。利用SEM、FT-IR、XRD和XPS等对合成的催化剂进行表征。同时考察了反应温度、H₂O₂浓度、催化剂投加量、TMP初始质量浓度和溶液初始pH对降解甲氧苄啶的影响。结果表明,在TMP初始质量浓度为30 mg/L、Fe/Ce-NPs质量浓度为0.27 g/L、H₂O₂浓度为0.6 mol/L、35℃和pH 4.0的条件下反应50 min时,TMP的去除率可达100%。伪一级和伪二阶动力学模型均能有效拟合该类芬顿法对TMP的降解过程,但伪二级拟合效果更优,表明该反应过程以化学反应为主,且Ce³⁺/Ce⁴⁺催化还原体系以及CeO₂的氧空位作用会促进Fe-NPs/H₂O₂降解TMP。     

聚乙烯亚胺修饰坡缕石/CaIn2S4复合材料光催化降解甲基橙

以聚乙烯亚胺(PEI)修饰的坡缕石(PGS)[记为PGS(PEI)]、CaIn₂S₄前驱体为原料，一锅水热法制备了PGS(PEI)/CaIn₂S₄复合材料，通过XRD、SEM、N2吸附-脱附、UV-VisDRS及PL表征了复合材料的物化性能，阐述了该复合材料的生长机制，测试了PGS(PEI)/CaIn₂S₄复合材料光催化降解多种染料的可行性。结果表明，PGS(PEI)镶嵌在纳米花CaIn₂S₄的内部，PGS(PEI)质量分数为60%的PGS(PEI)/CaIn₂S₄复合材料[记为60%PGS(PEI)/CaIn₂S₄]的比表面积、孔容、孔径分别为138.59 m2/g、0.49 cm3/g、14.21 nm。PGS(PEI)与CaIn₂S₄之间的内置电场及PEI对光生电子的迁移提高了...     

氧化破胶剂过硫酸钾的安全性

为确保氧化破胶剂在储存、运输中的安全稳定,需要测试氧化破胶剂的氧化性能,并进行安全化处理。根据联合国《关于危险货物运输的建议书--试验标准手册》第二部分中的试验方法并结合实际情况,本文选用过硫酸钾（K₂S₂O₈）为主要原料,同时添加其他4种稳定剂形成混合体系,采用差示扫描量热分析仪（DSC）和热重分析仪（TGA）,分别对单独组分和混合体系进行测试,评估氧化性物质过硫酸钾的热稳定性。结果表明,NaCl、KCl、羟甲基纤维素钠（CMC）等无机盐类不能有效改善K₂S₂O₈的热稳定性。而惰性物料炭黑可有效改善K₂S₂O₈的热稳定性,最佳添加量为2.5份。     

硫修饰的多孔Co3O4活化过一硫酸盐降解亚甲基蓝

以Na₂S₂O₃为硫源，采用改进的草酸盐-热解法制备了一系列硫修饰的Co₃O₄多孔催化剂[S_x@Co₃O₄,x=0.25、0.50、0.75、1,x为硫的修饰量，以Co(NO₃)₂·6H₂O的物质的量为基准，下同]。以亚甲基蓝(MB)为降解模型，考察了不同催化剂活化过一硫酸盐(PMS)的性能。探讨了催化剂用量、PMS浓度、反应温度、常见阴离子种类在S_x@Co₃O₄-PMS体系下对MB降解率的影响，并评价了催化剂的循环稳定性。结果表明，随着硫修饰量的增加，Co₃O₄的催化性能逐渐升高，S₁@Co₃O₄表现出最佳的催化性能。硫元素以SO₄^2–     

采用响应面法降低湿法氧化脱硫中Na2S2O3生成量

Na₂S₂O₃是湿法脱硫过程外排废液中最主要的副盐，降低Na₂S₂O₃的生成量对绿色生产具有重要意义。首先采用Plackett-Burman实验筛选出影响Na₂S₂O₃生成量的关键因素，即pH、单质硫浓度、温度。在此基础上运用响应曲面法，以Na₂S₂O₃生成量为目标函数，进行三因素三水平的优化设计分析。研究结果表明，pH对Na₂S₂O₃的影响最大，其次是温度和单质硫浓度，因子间交互作用的影响很小。得到最优的操作条件为pH 8.25，单质硫浓度0.47 g/L，温度31.80℃，PDS浓度90 mg/L，氧硫比1.2 mmol/mmol，此时Na₂S₂O₃生成量为1.838 mmol/L。从Na₂S₂O₃反应动力学和多硫离子的平衡反应两方面对各因素的影响规律进行了解释。最后对实际生产过程进行分析，发现实验得出的pH过低，不利于吸收过程的稳定，现有单质硫熔融分离方法不利于降低脱硫液中的单质硫含量，加速了副盐的生成等问题，对此提出了改进意见，并取得了显著效果。     

立方体形α-Fe2O3光催化剂的合成及其可见光芬顿降解抗生素

抗生素的滥用和生产废水的无序排放造成了水体中抗生素污染问题日益严重。通过溶剂热法合成了立方体形貌的α-Fe₂O₃光芬顿催化剂，采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等方法对其微观结构、物相等进行了表征。以盐酸四环素(TC)为模型抗生素污染物，研究了新型催化剂对TC的吸附和光芬顿降解性能，并探究了催化剂浓度、H₂O₂加入量、LED光源波长和p H等因素对TC降解效果的影响规律。结果表明，该工作成功合成出了粒径分布均一且具有立方体形貌的α-Fe₂O₃，其对TC的吸附在30 min内即可达到平衡，吸附量可达7.06 mg/g。当TC的初始质量浓度为20 mg/L、α-Fe₂O₃催化剂的质量浓度为0.5 g/L时，采用可见光LED光源光芬顿降解30 min,TC的去除率可达80%以上。     

黄铁矿活化不同类型氧化剂降解活性红X-3B效能比较

以活性红X-3B为目标污染物，探究黄铁矿活化H₂O₂、KHSO₅、Na₂S₂O₈、CaO₂和KMnO₄等5种氧化剂处理模拟染色废水效能，研究了氧化剂投加量、反应时间及黄铁矿重复利用对含活性红X-3B模拟染色废水脱色率、COD去除率和TOC去除率的影响；测定了反应体系中铁离子浓度和pH变化，并通过自由基淬灭实验与电子顺磁共振实验研究产生的活性物种。结果表明，在黄铁矿活化作用下，5种氧化剂对活性红X-3B的脱色率均能达到95%以上，而黄铁矿二次回用时，KMnO₄、CaO₂和Na₂S₂O₈对活性红X-3B氧化去除效果不佳；但以H₂O₂和KHSO₅为氧化剂，黄铁矿重复利用十次，活性红X-3B脱色率均大于99%,COD去除率为42.45%和30.88...     

In2O3/Ag：ZnIn2S4“Type Ⅱ”型异质结构材料的制备及可见光催化性能

采用低温油浴的方法,制备出具有“Type Ⅱ”异质结构的In₂O₃/Ag:ZnIn₂S₄复合材料光催化剂。使用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）以及光电化学测试（PEC）等技术对物相、形貌结构、元素化合状态、光响应特性等方面进行探究。在可见光照射下进行光解水制氢和光降解甲基橙（MO）实验来评价光催化剂的光催化活性,结果表明,粉末状光催化剂 In₂O₃/40.0%（质量分数）Ag:ZnIn₂S₄的光催化制氢速率达到 21.85 μmol·h^-1,约是In₂O₃和Ag:ZnIn₂S₄的57.5倍和1.5倍。在可见光下的降解MO实验中,In₂O₃/40.0% Ag:ZnIn₂S₄光降解速率为0.3466 min^-1,分别约是In₂O₃和Ag:ZnIn₂S₄的105倍和2.1倍。这主要归因于In₂O₃和Ag:ZnIn₂S₄之间形成的“Type Ⅱ”异质结构,促使光生载流子的快速迁移和分离。     

In2O3/Ag：ZnIn2S4“Type Ⅱ”型异质结构材料的制备及可见光催化性能

采用低温油浴的方法,制备出具有“Type Ⅱ”异质结构的In₂O₃/Ag:ZnIn₂S₄复合材料光催化剂。使用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）以及光电化学测试（PEC）等技术对物相、形貌结构、元素化合状态、光响应特性等方面进行探究。在可见光照射下进行光解水制氢和光降解甲基橙（MO）实验来评价光催化剂的光催化活性,结果表明,粉末状光催化剂 In₂O₃/40.0%（质量分数）Ag:ZnIn₂S₄的光催化制氢速率达到 21.85 μmol·h^-1,约是In₂O₃和Ag:ZnIn₂S₄的57.5倍和1.5倍。在可见光下的降解MO实验中,In₂O₃/40.0% Ag:ZnIn₂S₄光降解速率为0.3466 min^-1,分别约是In₂O₃和Ag:ZnIn₂S₄的105倍和2.1倍。这主要归因于In₂O₃和Ag:ZnIn₂S₄之间形成的“Type Ⅱ”异质结构,促使光生载流子的快速迁移和分离。