Fe(Ⅱ)/H_2O_2体系氧化NO主要活性物质及自由基无效消耗路径

H_2O_2利用率低是Fe(Ⅱ)/H_2O_2氧化体系应用的瓶颈,自由基无效消耗是H_2O_2利用率低的主要原因之一。本文以烟气中NO氧化为技术背景,实验研究了Fe(Ⅱ)/H_2O_2体系内H_2O_2及各种自由基在氧化NO中的作用及自由基无效消耗路径。结果表明:H_2O_2直接氧化NO能力很弱;虽然·OH及HO2·均可以氧化NO,但·OH的氧化作用大于HO2·。氧化NO同时,绝大多数·OH及HO2·通过两者的快速复合反应而无效消耗,严重影响了H_2O_2利用率。因此,使用Fe(Ⅱ)/H_2O_2体系降解污染物过程中,应尽量避免·OH及HO_2·两种自由基同时大量存在。     

基于UV/H_2O_2和UV/PS工艺降解水体中磺胺吡啶研究

采用高级氧化技术-紫外/双氧水(UV/H_2O_2)和紫外/过硫酸盐(UV/PS)工艺降解磺胺吡啶(SPY)。研究表明,紫外与氧化剂(H_2O_2、PS)联用可显著提高去除率,其反应符合拟一级动力学模型。目标污染物磺胺吡啶的去除率在一定浓度内随着氧化剂H_2O_2和PS浓度升高而升高;磺胺吡啶初始浓度越大,反应速率越小;UV/H_2O_2工艺降解磺胺吡啶最大去除率发生在p H=3,而UV/PS工艺降解SPY在p H=11时去除率最大;Na Cl会抑制UV/H_2O_2和UV/PS工艺对目标污染物的降解,而适当的Na HCO_3可促进降解反应的进行;腐植酸对UV/PS工艺产生抑制作用,低浓度腐植酸(≤1 mmol/L)对UV/H_2O_2工艺则有促进作用。     

基于UV/H_2O_2和UV/PS工艺降解水体中磺胺吡啶研究

采用高级氧化技术-紫外/双氧水(UV/H_2O_2)和紫外/过硫酸盐(UV/PS)工艺降解磺胺吡啶(SPY)。研究表明,紫外与氧化剂(H_2O_2、PS)联用可显著提高去除率,其反应符合拟一级动力学模型。目标污染物磺胺吡啶的去除率在一定浓度内随着氧化剂H_2O_2和PS浓度升高而升高;磺胺吡啶初始浓度越大,反应速率越小;UV/H_2O_2工艺降解磺胺吡啶最大去除率发生在p H=3,而UV/PS工艺降解SPY在p H=11时去除率最大;Na Cl会抑制UV/H_2O_2和UV/PS工艺对目标污染物的降解,而适当的Na HCO_3可促进降解反应的进行;腐植酸对UV/PS工艺产生抑制作用,低浓度腐植酸(≤1 mmol/L)对UV/H_2O_2工艺则有促进作用。     

UV/H_2O_2和UV/TiO_2降解磺胺甲噁唑的研究

采用UV/H_2O_2和UV/TiO_2两种工艺降解磺胺甲噁唑(SMX),确定了H_2O_2和TiO_2的最佳投加量,在保持最佳投加量的条件下研究了SMX初始浓度、反应溶液初始pH、叔丁醇投加量对两种方法降解SMX效果的影响,为研究两种方法在降解SMX过程中的矿化程度测定了TOC的去除情况。结果表明,两种方法都对SMX具有较好的去除效果,整体而言UV/H_2O_2对SMX的降解速率高于UV/TiO_2;UV/H_2O_2的降解速率更易受到SMX初始浓度、反应溶液初始pH的影响;UV/H_2O_2对SMX的降解过程中·OH的氧化作用和UV直接降解都是去除SMX的主要作用,而UV/TiO_2中UV直接降解和空穴直接氧化是去除SMX的主要作用。     

Fe~(2+)/H_2O_2体系O_2生成路径

掌握Fe~(2+)/H_2O_2体系O_2的生成路径,可为避免H_2O_2无效分解,开发经济高效的Fe~(2+)/H_2O_2体系利用技术指明方向。采用添加自由基捕获剂的方法,探究Fe~(2+)/H_2O_2体系内各种自由基对O_2生成速率的影响,进而确定O_2的生成路径。结果表明:Fe~(2+)/H_2O_2体系内不会产生大量O_2~-·,O_2~-·不是生成O_2的主要反应物质;·OH被全部捕获后,体系中仍产生大量HO_2·,但此时无O_2生成,证明生成O_2的反应由·OH和HO_2·两种自由基直接参与。分析认为反应·OH+HO_2=H_2O+O_2是Fe~(2+)/H_2O_2体系内O_2生成的主要路径。控制Fe~(2+)/H_2O_2体系定向生成·OH,抑制HO_2·的产生,是提高Fe~(2+)/H_2O_2体系中H_2O_2利用率的有效手段。     

Fe~(2+)/H_2O_2体系降解MB机制及影响因素研究

以亚甲基蓝(MB)作为目标污染物,实验研究了Fe~(2+)/H_2O_2体系降解MB的活性物质,明确了主要反应条件对MB降解的影响特性。结果表明:HO_2·没有直接降解MB的能力;Fe~(2+)/H_2O_2体系对MB的降解能力主要来自于·OH;Fe~(2+)/H_2O_2体系降解MB可分为快速反应阶段和匀速反应阶段。快速反应阶段的MB降解率随温度升高而下降。体系对MB降解能力随H_2O_2初始浓度增加呈现先升高后减弱的趋势,本实验条件下,最佳H_2O_2初始浓度为5 mmol·L~(-1)。体系对MB降解能力随Fe~(2+)初始浓度的增加而单调增加。MB降解速率随MB初始浓度的增加而增加,但MB降解率随其初始浓度呈现先增大后减小的趋势。保证·OH生成速率及其有效利用是提高体系氧化能力及H_2O_2利用率的关键。     

UV/H_2O_2体系六氯苯降解途径探讨

实验采用了UV/H_2O_2体系氧化降解工艺对HCB进行降解实验,并分别考察了在p H、H_2O_2浓度、HCB浓度等单因素条件和不同氧化条件下的实际氧化降解效果,并进行了GC、GC-MS、IC扫面分析和氧化机理分析。结果表明:在室温条件下,H_2O_2的添加浓度对降解效率起到了决定性作用,当H_2O_2浓度在0.1 mol/L条件下时,降解效果最好为57.6%;不同氧化降解条件实验表明,在UV/H_2O_2协同氧化条件下,要优于两者单独氧化降解,表明H_2O_2和UV在氧化过程中产生了协同促进租用;根据GC、GC-MS、IC扫面分析,表明中间产物中主要是氯苯酚类化合物。     

臭氧提高纳米TiO_2光催化活性的ESR分析

以5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物(DMPO)为自由基捕获剂,分别以去离子水和二甲基亚砜(DMSO)为溶剂,利用电子自旋共振(ESR)方法对UV、O_3、TiO_2/O_3、TiO_2/UV/O_2、UV/O_3和TiO_2/UV/O_3这6种体系中形成的羟基自由基(·OH)和超氧阴离子自由基(·O_2~-)进行了检测,同时考察了反应时间、催化剂投量以及体系溶解氧对TiO_2/UV/O_3体系形成·OH和·O_2~-的影响.结果显示,在纳米TiO_2光催化体系中加入臭氧,能显著增加反应体系中·OH和·O_2~-自由基的生成量,6种体系中DMPO-·OH和DMPO-·O_2~-加合物的ESR波谱峰信号强度分别为:TiO_2/UV/O_3>TiO_2/UV/O_2>UV/O_3>UV>TiO_2/ O_3>O_3和TiO_2/UV/O_3≈TiO_2/UV/O_2>TiO_2/O_3>UV>UV/O_3>O_3,在TiO_2/UV/O_3体系中成功监测到·O_3~-自由基的存在.     

超临界水处理造纸废水的分子动力学研究

利用Reax FF分子动力学研究了超临界水处理造纸废水的反应机理,以邻苯二甲酸二丁酯为模型化合物,通过构建6种体系,探究了温度、氧过量率及反应物初始浓度对反应的影响,分析了体系中自由基的产生过程,并追踪了模型化合物的超临界氧化及超临界气化降解机理。结果表明,提高温度、增加氧气量以及减小反应物浓度可增加污染物降解程度,同时氧气量和反应物浓度对产物分布有重要影响。体系中存在·OH,HO_2·,H·,O_2和H_2O2等,它们在污染物降解过程中具有重要作用。在超临界氧化体系中,HO_2·,O2及·OH是模型化合物开环和降解的关键,在超临界气化反应中,与模型化合物发生作用的是·OH及H_2O,攻击位点在苯环侧链。模拟结果对实验研究及该技术的工业化均有指导意义。     

Cu/Al_2O_3催化剂用于H_2O_2分解生成羟基自由基的效率

非均相Fenton催化反应是降解废水中有机污染物的有效方法。提高H_2O_2分解生成羟基自由基(·OH)的利用率是提升废水处理效率、降低成本的关键。使用溶胶-凝胶法制备了Cu/Al_2O_3催化剂,基于·OH的生成效率,通过单因素实验发现反应温度、反应溶液pH及H_2O_2初始浓度是决定H_2O_2利用率的主要因素。通过响应面法进行实验设计,分析响应面方程,考察了H_2O_2初始浓度、溶液pH及反应温度三个因素之间的交互作用及其对反应过程的影响。以H_2O_2利用率的最大化为目标优化反应条件,当H_2O_2初始浓度、溶液pH及反应温度分别为707mg·L~(-1)、5.12及59.4℃时,H_2O_2利用率可高达0.57,与实验结果相对误差仅为3.5%。所得结果对降低废水处理成本、提高降解效率具有重要的指导作用。     

铁矿石光催化氧化法降解染料中间体废水

以铁矿石为催化剂,高压汞灯作光源,对染料中间体间氯甲苯工业废水进行光催化法降解实验研究。考察了铁矿石用量、H_2O_2用量、pH值、反应时间等因素对降解效果的影响。结果表明:铁矿石/UV/H_2O_2体系能有效快速地降低废水中的COD_(Cr),并得出了最佳降解条件:铁矿石用量为2.00g·L~(-1)、30%的H_2O_2用量φ(H_2O)=0.8%、pH=3.0,经紫外光光照6h后,废水的COD_(Cr)从2292mg·L~(-1)降到599mg·L~(-1),去除率达到73.87%。     

类Fenton试剂及其在废水处理中的应用

概述了H2O2＋UV、H2O2＋Fe2^＋ ＋UV（UV／Fenton）、H2O2＋Fe2^＋ ＋O2、H2O2＋UV＋O2、H2O2＋Fe2^＋ ＋uV＋O2、Fe3^＋ ＋H2O2及电Fenton等几种类Fenton试剂，并对其在废水处理中的应用作了较为详细的阐述。     

水中微量甲苯的光催化降解研究

紫外光(UV)及紫外光-过氧化氢(H2 O2)对水中微量甲苯均有较好的降解作用,UV-H2 O2 降解效果更佳。研究了UV-H2O2降解中,H2O2用量对降解速率的影响。初步探讨了两种光降解技术的机理。     

超声波/H2O2协同降解水中染料酸性嫩黄的研究

采用US／H2O2协同降解酸性嫩黄染料，考察了超声功率、H2O2用量、染料溶液的初始浓度及初始pH对降解效率的影响，并对降解动力学规律作了初步探讨，结果表明，酸性嫩黄的降解效率随超声波功率的增大而增大，随其初始浓度的增大而降低；当H2O2浓度介于一定范围内，增大H2O2用量可提高酸性嫩黄的降解效率，但H2O2用量过多时，会使降解效率下降；pH〈5时，降解效果较好，且pH越小，降解效率越高；pH≥5时，降解效率较低。在本实验条件下，超声波与双氧水对酸性嫩黄废水的降解存在协同作用，经US／H2O2协同降解120min后，酸性嫩黄的降解效率可迭84．0％。US／H2O2对酸性嫩黄的协同降解符合一级反应动力学规律。     

Fe(Ⅲ)改性金红石TiO_2可见光催化H_2O_2降解阿特拉津的研究

以Fe(Ⅲ)改性金红石TiO_2(r-TiO_2)制备Fe/r-TiO_2,研究了Fe/r-TiO_2可见光催化H_2O_2降解阿特拉津的各种影响因素.结果表明,Fe/r-TiO_2在H_2O_2及波长不低于400mm的可见光协同作用下,控制反应体系的pH为3,H_2O_2的浓度为1 mmol·L~(-1),催化剂质量浓度为1 g·L~(-1),经1 h后,阿特拉津的降解率可达95%.     

氧化剂强化光催化处理焦化废水研究

焦化废水污染物浓度高、生化降解难,利用纳米TiO2粉体,以紫外光(UV)为光源,进行了光催化处理焦化废水的试验研究,考察了TiO2用量、紫外光强度、焦化废水初始pH对COD和NH+4-N去除的影响;探讨了O2、O3、H2O2和Fenton试剂4种氧化剂与光催化的协同作用机理,分析了对COD和NH+4-N去除效果的影响,得出了最佳试验条件.结果表明,氧化剂与光催化协同作用使COD和NH+4-N的降解去除率得到了显著提高.在本试验条件下各氧化剂强化光催化对COD和NH+4-N去除率排序如下:TiO2+UV+Fenton＞TiO2+UV+O3＞TiO2+UV+H2O2＞TiO2+UV+O2＞TiO2+UV.     

溶胶-凝胶法制备镍锌铁氧体及其电磁损耗性能

以Zn(NO3)2×6H2O, Ni(NO3)2×6H2O, Fe(NO3)3×9H2O及柠檬酸为原料,采用溶胶-凝胶法制备前驱体,在1200℃下对其煅烧3 h,合成了NixZn1-xFe2O4(x=0, 0.3, 0.5, 0.7)铁氧体. 产品表征结果表明,所有NixZn1-xFe2O4均属立方晶系尖晶石结构,结晶完整,在580 cm-1附近均具有铁氧体的红外吸收特征峰,晶粒大小均在100 nm左右. 在0.2~1.8 GHz测试频率范围内,Ni0.7Zn0.3Fe2O4和Ni0.5Zn0.5Fe2O4铁氧体对电磁波的吸收损耗性能相对较好,Ni0.7Zn0.3Fe2O4的电磁损耗角正切值tgd为0.67~1.59, Ni0.5Zn0.5Fe2O4为0.37~1.51,随Ni含量增加,其电磁损耗逐渐增强.     

甲酸光催化降解过程中的过氧化氢生成机制

考察了在3种紫外光源（黑光灯、杀菌灯、臭氧灯）的照射下,分别以TiO₂ 与 Pd/TiO₂为催化剂,甲酸降解过程中过氧化氢的生成机制.研究发现,在黑光灯/催化剂条件下,可在纯水中生成过氧化氢,但当催化剂缺失时几乎不能生成.在黑光灯或杀菌灯照射下,甲酸溶液在有催化剂存在时可被稳定分解,但当催化剂不存在时则分解非常缓慢.对各种光源而言,Pd/TiO₂比TiO₂催化降解甲酸的效果好.对光源条件的比较发现,甲酸分解速度与过氧化氢生成速度依次为臭氧灯>杀菌灯>黑光灯.结果表明,甲酸光催化分解初速度与过氧化氢生成的初速度呈正比,过氧化氢生成是光催化降解有机物的关键因素.     

几种电子受体对TiO_2光催化降解活性的影响

选择H3PW12O40 (HPW )、H2O2、KBrO3 作为电子受体,研究了多种条件(溶液的pH,甲基橙的吸附,电子受体浓度)对TiO2 光催化降解甲基橙反应速率的影响。结果表明,TiO2 光催化剂吸附甲基橙的能力随着pH的升高而降低;较高或较低pH有利于光催化降解甲基橙;甲基橙的光催化反应速率明显受到反应体系中共存的电子受体的影响,反应速率随电子受体接受电子能力增加而增大。当HPW、H2O2、KBrO3 的浓度分别为 0 06、0 24、0 1mol/L时,相应的拟一级速率常数k最大值分别为 0 191、0 338、2 20min-1,是未加入电子受体时的2 7倍、4 7倍和 31倍。     

Keggin型多元杂多化合物催化氧化苯甲醇制苯甲醛

合成了一系列具有Keggin结构的P-V-Mo-W四元杂多化合物(Cpyr)3+xPVxMoyW12-x-yO40·nH2O[其中,Cpyr=(C16H32C5H4N)+,x=0、1、2和3],采用傅里叶变换红外光谱和X射线衍射等方法表征了杂多化合物的结构;以磷钒钼钨杂多化合物为相转移催化剂,用m(H2O2)=30%双氧水氧化苯甲醇制备苯甲醛。考察了催化剂的种类、溶剂的类型和反应条件(催化剂用量、反应温度、反应时间、H2O2用量)对苯甲醇氧化反应的影响。在优化条件下,即苯甲醇0.1mol、催化剂(Cpyr)5PV2Mo5W5O400.04mmol、m(H2O2)=30%H2O20.1mol、在100℃反应8h、溶剂水10mL,苯甲醇的转化率达88.51%、苯甲醛的选择性达96.06%。