PMS/Fe0体系中自由基产率比及莠去津降解动力学

针对水体中存在的难降解农药莠去津（ATZ）污染问题,提出零价铁活化过氧单硫酸盐（PMS/Fe⁰）降解水中的ATZ,研究不同工艺参数（溶液pH、PMS投加量、Fe⁰投加量、ATZ初始浓度）条件下ATZ的降解动力学。采用硝基苯（NB）和ATZ竞争实验的方法,原位鉴定PMS/Fe⁰体系的自由基种类,并进一步基于稳态假设定量推导得到自由基产率比的公式。最后,研究了模拟地下水条件下PMS/Fe⁰对ATZ的降解规律。结果表明：ATZ降解的假一级速率常数(k_obs),随pH的增加而降低,随ATZ初始浓度的增加而降低,随Fe⁰投量增加而增加,随PMS的投量先增加后降低,在PMS投量为25μmol/L时最大。NB和ATZ的竞争实验结果表明,PMS/Fe⁰体系中的活性物种为硫酸根自由基（SO^-₄·）和羟基自由基（·OH）,且两种自由基的产率比为10.5∶1。在模拟地下水条件下,Fe⁰和PM...     

Fe(Ⅱ)活化亚硫酸盐降解卡马西平的动力学及机制研究

高级氧化技术是去除水中新型有机污染物的重要方法之一。研究Fe （Ⅱ）活化亚硫酸盐（Fe （Ⅱ）/亚硫酸盐）体系降解卡马西平（CBZ）的动力学及体系中活性氧化物种对CBZ降解的贡献。结果表明：当亚硫酸盐浓度由0.20 mmol/L增加至0.50 mmol/L时,反应20 min时Fe （Ⅱ）亚硫酸盐体系对CBZ的去除率不断增加,而进一步增加亚硫酸盐浓度时,卡马西平的去除率不再进一步增加。当反应初始pH值为3.0~7.0时,Fe （Ⅱ）/亚硫酸盐体系均可降解CBZ,在初始pH值为5.0时,此体系对CBZ的去除率最高,反应平衡时CBZ的去除率达87.3%。此外,铁盐中SO₄^2-和Cl^-对Fe （Ⅱ）/亚硫酸盐体系降解CBZ基本无影响。综合电子顺磁共振检测及淬灭剂实验的结果可知,Fe （Ⅱ）/亚硫酸盐体系中所产生的活性氧化物种包括硫酸根自由基（SO₄^-·）、羟基自由基（HO·）和过一硫酸根自由基（SO₅^-·）,它们均对卡马西平的降解起贡献作用,其中SO₄^-·和HO·起主要贡献作用。     

钴负载型磁石墨烯耦合过氧单硫酸盐去除橙红7分析

为充分利用过渡金属对过氧单硫酸盐（PMS）的催化活性,同时解决残余金属所带来的水体二次污染问题,实现催化剂的重复利用,将磁性Fe₃O₄颗粒和Co负载在还原氧化石墨烯（RGO）表面合成新型多相复合磁性材料（CF-RGO）,对比了PMS、RGO、CF-RGO、RGO/PMS、Co/PMS和CF-RGO/PMS等6种体系去除橙红7（AO7）的效果,并考察了不同初始pH、CF-RGO初始投量、AO7初始浓度对CF-RGO激活PMS去除水中AO7的影响。试验结果显示：PMS、RGO、CF-RGO和RGO/PMS体系基本不能去除水中AO7,而CF-RGO/PMS和Co/PMS体系则能有效去除AO7,且CF-RGO/PMS体系去除AO7的能力显著高于Co/PMS体系。对于CF-RGO/PMS体系,随着pH的增加,AO7的去除率先增大后减小,并在pH=5.0时达到最大去除率;CF-RGO初始投量对体系去除AO7的影响差异不大,总体呈正相关性;AO7初始浓度的不断增加会减弱体系的去除能力,从而降低AO7的去除率。同时,叔丁醇（TBA）和乙醇（ETOH）的投加证实了CF-RGO/PMS体系的自由基在pH=5.0时以硫酸自由基（·SO₄^-）为主,说明·SO₄^-对AO7的去除占主导作用。此外,重复使用该催化剂3次后发现其催化活性和稳定性均较好,Co、Fe等残留金属的检测结果也表明该催化剂对水体的二次污染极小。研究表明：CF-RGO作为催化剂可快速、高效地激活PMS去除水中AO7,且重复利用效果好、二次污染小;在pH=5.0,AO7、PMS初始浓度分别为0.03、0.2 mmol/L,CF-RGO初始投量为0.003 g的条件下,CF-RGO/PMS体系去除AO7效果最佳,去除率最高达95.8%。     

N掺杂Co3O4纳米片的制备以及活化过一硫酸盐的性能研究

采用牺牲模板法合成N掺杂Co₃O₄纳米片（N-Co NS），通过透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）和光电子能谱（XPS）对制备材料的形貌结构、化学组成进行分析，并通过催化活化过一硫酸盐（PMS）降解水中双酚A （BPA）来探究催化剂的催化性能.实验结果表明与Co₃O₄纳米颗粒（Co NP）、Co₃O₄纳米片（Co NS）相比，N-Co NS表现出了较高的催化性能.在PMS浓度为2 mmol·L^-1、BPA初始质量浓度为50 mg·L^-1的反应条件下，N-Co NS在10 min内完全降解水中的BPA，表明N掺杂和二维纳米片结构有利于催化剂性能的提升.通过pH及离子影响实验证实N-Co NS在复杂水化学环境中仍具有较高的活性.此外结合自由基捕获实验和电子顺磁共振（EPR）测试证实反应体系中产生了高氧化活性的羟基自由基和硫酸根自由基.     

纳米CuFe2O4活化过一硫酸盐降解诺氟沙星性能

为研究使用过一硫酸盐(PMS)的高级氧化技术去除水体中微量有机污染物的高效可行方法,通过柠檬酸辅助溶胶-凝胶法制备纳米CuFe_2O_4材料,以其为非均相催化剂,探究CuFe_2O_4/PMS体系对诺氟沙星(NFX)的降解性能.采用X射线衍射仪、电子透射显微镜、BET手段对材料进行表征,考察煅烧温度对纳米CuFe_2O_4结构及催化性能的影响,并试验纳米CuFe_2O_4的重复使用性和稳定性.探讨纳米CuFe_2O_4投加量、PMS浓度、溶液初始pH对CuFe_2O_4/PMS体系降解NFX性能的影响,并探究该体系的氧化活性物种及降解机理.结果表明:制备纳米CuFe_2O_4的最佳煅烧温度为400℃,该温度下纳米CuFe_2O_4晶型较好,比表面积较大,且表现出较高的催化活性;在纳米CuFe_2O_4/PMS体系中,控制NFX初始质量浓度为5 mg/L,最适宜的反应条件为:纳米CuFe_2O_4投加量为0.1 g/L、PMS浓度为0.5 mmol/L、初始溶液pH为9.5,该条件下反应30 min后NFX的去除率高达99%;纳米CuFe_2O_4能有效活化PMS生成·OH和SO_4~-·,SO_4~-·是实现NFX快速降解的主要活性物种.     

制备条件对Fe-NiOx催化过硫酸氢钾的影响

采用溶胶凝胶法制备不同金属元素比例素比例的前驱体,并将得到的前驱体分别在400℃、500℃、600℃焙烧得到铁镍双金属氧化物(Fe-NiOx)催化剂。以邻苯二甲酸二甲酯(DMP)降解率为标准衡量焙烧温度、金属元素比例制备的Fe-NiOx催化剂活化过硫酸盐(PMS)的能力,同时探讨了体系中PMS与DMP浓度比、Fe-NiOx催化剂投量对异相催化体系氧化能力的影响。结果显示,前驱体焙烧温度为400℃、500℃时,催化剂能力基本相同,DMP降解率分别为由16.54％、17.84％,当温度上升至600℃,DMP降解率显著提升至35.35％,表明600℃得到的催化剂具备更强的活性;在600℃条件下焙烧制得的不同金属元素比例的Fe-NiOx催化剂,c(Fe):c(Ni)=1:4、1:2、1:1、2:1、4:1制备的催化剂,DMP降解率分别为22.61％、32.63％、35.35％、38.60％、39.14％,Fe相对含量的增加提升了体系氧化能力,可能是催化剂表面成分因Fe增加而发生改变以及多价态之间的循环促进反应;PMS与DMP浓度比例由5:1上升至20:1时,DMP降解率达到45.79％,继续提升浓度比促进作用不显著,增加催化剂投量DMP降解率与改变反应物浓度比具有相似的趋势,确定最佳实验条件为PMS与DMP浓度比为20：1、Fe-NiOx催化剂投量为200mg/L。投加自由基抑制剂叔丁醇(TBA)、乙醇(EA),DMP降解率由49.85％分别降至21.44％、19.24％,表明体系中产生氧化物中主要为羟基自由基(·OH)以及少量硫酸根自由基(·SO4-)。     

水中环丙沙星的UV及UV/H2O2光化学降解

针对传统工艺难以去除水中抗生素微污染的问题,采用UV工艺对水中残留的环丙沙星（Ciprofloxacin,CIP）进行降解试验,研究其氧化降解速率,分析了初始反应物浓度、反应液pH值、H₂O₂投加量、水中不同阴阳离子对环丙沙星去除率的影响.试验结果表明,随着反应物初始浓度的升高,UV降解CIP反应速率降低,反应物初始浓度从1mg/L增加至20mg/L时,降解速率常数由0.0322min^-1降低至0.0147min^-1,降解最适合条件发生在中性pH值下;在UV/H₂O₂系统中,H₂O₂投加浓度存在最佳值,为1mg/L;阴阳离子对UV降解环丙沙星的影响不同,阴离子体系反应降解常数顺序依次为NO^-₃>SO ^2-₄>CO ^2-₃,阳离子体系反应降解常数顺序依次为Ca ²⁺>Mg ²⁺>Cu ²⁺.     

均相光催化氧化去除水中甲草胺的研究

采用UV/H2O2体系对水中的甲草胺进行光催化降解研究,讨论了初始pH值、进水温、过氧化氢投量和甲草胺的初始质量浓度等条件对光催化降解甲草胺效率的影响.结果表明,在各种试验条件下,UV/H2O2体系对甲草胺均有较高的去除率,且光解10 min就可将甲草胺的质量浓度降低99.3%,反应体系中羟基自由基的浓度是甲草胺去除的决定性因素;室温条件下,pH值为7.0,H2O2投量为70 mg/L为光催化降解甲草胺的最佳反应条件.     

硅基高分散钴氧化物活化亚硫酸盐降解有机污染物的效能

近年来,基于硫酸根自由基（SO₄^·-）的高级氧化技术（SR-AOPs）迅速发展,高效稳定地产生SO₄^·-自由基的催化剂及相关机制成为新的研究重点。采用氨水改性吸附焙烧法制备非均相硅基高分散钴氧化物（CoNSi）催化剂,用于活化工业副产物亚硫酸盐（S（IV））,进而以废治污降解污染物。分别研究了不同pH值、不同CoNSi和亚硫酸钠（Na₂SO₃）投加量、不同橙黄Ⅱ（AO7）浓度以及氧气对底物降解效能的影响,分析了亚硫酸盐浓度和AO7浓度对AO7降解反应初始速率的影响。结果表明：当反应pH值为9.0,CoNSi和Na₂SO₃投加量分别为0.25 g/L和1.0 mM,AO7浓度为7 mg/L,氧气存在的条件下,AO7的降解率可达到79.4%。此外,序批实验证明了CoNSi活化亚硫酸盐的稳定性,自由基抑制实验证明了SO₄^·-自由基是降解AO7的主要活性物种。     

Fe3O4/CuCo2S4复合物活化过硫酸一氢盐对有机染料的去除作用

采用水热法制备了Fe₃O₄/CuCo₂S₄复合催化剂,利用SEM、XRD、EDS对0.25-Fe₃O₄/CuCo₂S₄复合材料的表面形貌和结构进行表征,研究了复合催化剂活化PMS降解染料废水的效能。实验结果显示,在室温条件下,加入200 mg/L PMS、125 mg/L催化剂,20 mg/L RhB在40 min内去除率达到99.5%。自由基淬灭实验表明,Fe₃O₄/CuCo₂S₄活化PMS产生的羟基自由基、硫酸根自由基和单线态氧等活性物质均参与了RhB降解过程。回收实验表明,4次循环使用后RhB的降解率仍能达到94.2%,表明Fe₃O₄/CuCo₂S₄复合催化剂具有良好的可重复利用性和优异的催化活性,易于回收。Fe₃     

可逆反应辅助煤基乙二醇分离精制-缩醛交换反应动力学

目前煤制乙二醇生产工艺中依然存在分离精制技术难题,即副产物1,2-丁二醇与乙二醇存在共沸现象,且相对挥发度极低,常规精馏分离方法能耗高、收率低、产品质量差。针对此难题,课题组前期提出一种利用可逆反应来强化分离精制的新方法,但该方法中缩醛反应步骤存在缩醛交换过程,对该工艺的设计计算造成较大影响。作者主要针对缩醛反应步骤中的1,2-丁二醇与2-乙基-1,3-二氧戊环的缩醛交换反应动力学进行探究,通过催化剂粒径、研究转速、催化剂用量、反应温度、反应物进料摩尔比例等因素对反应过程的影响,得到了正逆反应的活化能分别为70.48 kJ/mol和80.14 kJ/mol,正逆反应的指前因子分别为3.79×10¹⁰ L/（mol·min·g）和1.95×10¹² L/（mol·min·g）,采用二级拟均相模型可以很好的对实验数据进行拟合。研究结果还表明该反应为可逆放热反应,反应热为-7.83 kJ/mol。通过该反应动力学的研究发现,合理控制反应条件可以有效提高1,2-丁二醇转化率,降低乙二醇转化率,从而实现分离,为该过程的模拟设计提供了可靠的基础数据,有助于工业化推广应用。     

湿式过氧化物氧化法处理乙酰乙酸乙酯废水

采用湿式过氧化物氧化法(CWPO)处理乙酰乙酸乙酯废水,研究了反应温度、反应时间、催化剂和双氧水的用量对化学需氧量CODCr去除率的影响,并建立了相应的动力学模型。实验结果表明:在反应时间为150min,反应温度为90℃,铁用量为10mg·L-1,H2O2浓度31.5mg·L-1的条件下,1200mg·L-1左右的乙酰乙酸乙酯废水CODCr的去除率可达到98.5%以上。过氧化物湿式催化氧化乙酰乙酸乙酯的表观动力学方程为:-dCdt=6.205×exp(-17720/RT)C。     

Electroless copper plating process of N, N, N′, N′-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine system with high plating rate

Electroless copper plating process of N, N, N′, N′-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine (THPED) chelating agent was researched comprehensively. The results indicate that plating rate decreases with the increase of concentration for THPED, CuSO₄ · 5H₂O and HCHO, pH value and bath temperature. The additive of K₄[Fe(CN)₆] · 3H₂O, 2, 2′-dipyridyl and polyethylene glycol(PEG) decrease plating rate and K₄[Fe(CN)₆] · 3H₂O has a bad effect on deposits quality, but 2, 2′-dipyridyl and PEG make deposits quality improve greatly. Low concentration of 2-mercaptobenzothiozole (2-MBT) increases plating rate and improves deposits quality, but decreases plating rate and worsens deposits quality when 2-MBT reaches 5 mg/L. The optimal conditions of this electroless copper plating process are that the concentration of THPED, HCHO, CuSO₄ · 5H₂O, PEG, 2, 2′-dipyridyl and 2-MBT are 16.8 g/L, 16.0 mL/L, 13.3 g/L, 0.5 g/L, 5.0 mg/L and 2.0 mg/L, respectively, pH value is 12.75, bath temperature is 30 °C. Plating rate reaches 9.54 μm/h plating for 30 min in the bath. The SEM images demonstrate that the surface of copper film is smooth and the crystal is fine. Foundation item: Project supported by Hubei Daye Nonferrous Metal Corporation of China     

铁盐改性蒙脱土活化过一硫酸盐去除水中双酚A效能与机理

有机微污染物是饮用水处理的新兴难题,过一硫酸盐氧化是去除有机微污染物的有效途径,但存在催化剂成本高、制备和再生过程复杂等问题。本文尝试利用三价铁盐改性后的蒙脱土（Fe-MMT）作为过一硫酸盐催化剂,研究Fe-MMT活化过一硫酸盐（PMS）降解饮用水中双酚A的规律和效能。实验结果表明:双酚A能够快速吸附到Fe-MMT表面,并在1 h内的去除率高达96.4%。分析认为,Fe-MMT的纳米级层间距加速了Fe³⁺与PMS间的电子转移,有利于PMS活化分解产生HO·和SO₄·^-自由基,导致水中双酚A快速降解。此外,Fe-MMT的层状结构能够有效抑制水中背景腐殖酸成分对PMS活化的影响。铁盐改性蒙脱土的制备和再生过程简单,可作为过一硫酸盐催化剂应用于饮用水处理领域。     

壅塞空化器羟自由基产量试验研究

针对空泡溃灭瞬间产生羟自由基和氢基,而羟自由基具有强氧化性,能够与难降解有机物分子发生反应的问题,探讨了羟自由基的产量与壅塞空化器的空化强度的关系。以壅塞空化器作为空化发生元件,亚甲基蓝作为自由基捕捉剂,采用可见分光光度计检测反应前后MB(methylene blue)质量浓度的变化量,间接获得羟自由基的产量,探讨了MB初始质量浓度、背压孔当量直径和反应时间对羟自由基产量的影响。试验结果表明:背压孔当量直径为5.4 mm,亚甲基蓝溶液的初始质量浓度为12 mg/L时,自由基产量最高。     

纳米钒酸铋的水热合成及其可见光光催化降解罗丹明B

以Bi(NO3)3·5H2O和NH4VO3为原料,采用水热法合成了BiVO4纳米颗粒,X射线衍射(XRD)表征结果显示所制备的BiVO4颗粒为单斜晶结构.紫外-可见漫反射(DRS)测定结果表明,BiVO4的禁带宽度为2.46 eV.以罗丹明B为目标降解物,研究了样品在可见光下的光催化性能,最佳反应条件为:罗丹明B的初始...     

不同煅烧温度对碳纳米管活化PMS降解四环素的性能研究

环境中大量监测出的四环素类抗生素对于生态系统和人类健康造成了严重的威胁,碳基催化剂活化过一硫酸盐（PMS）降解水中四环素的技术因其环境友好以及无二次污染而受到广泛关注,但其催化氧化效果有待提升。本文采用不同煅烧温度下的碳纳米管（CNTs）活化过一硫酸盐（PMS）降解水中四环素（TC）,同时考察了PMS浓度、CNT投加量以及初始pH值等反应条件对四环素降解的影响。结果表明,煅烧温度为950℃下处理的CNTs具有最佳的活化PMS的性能,且当初始pH为9、CNT投加量为0.4 g/L、PMS与TC的物质的量浓度比为20：1时TC达到最佳的讲解去除效果。     

黄原胶液化酶的反应条件

XT11菌种经过发酵能够产生黄原胶液化酶,该酶能够分解黄原胶生成寡糖。实验结果说明,黄原胶液化酶的最适温度为40℃,以磷酸盐缓冲液为最佳缓冲液的酶反应的最适pH值为6.0;酶反应最适底物质量浓度为3 g/L,Km=1.68,Vmax=0.203 7 g.mL-1.min-1。Ca2+在浓度较低时对黄原胶液化酶有激活作用,而其他离子在10和30 mmol/L时对黄原胶液化酶有不同程度的抑制作用,并且Fe3+和Cr3+的抑制作用表现最为突出。