磁性Fe_3O_4/碳纳米管复合材料光催化处理刚果红染料废水

采用共沉淀法制备了一种磁性Fe3O4/CNTs(碳纳米管复合物),采用XRD、SEM、VSM等对Fe3O4/CNTs复合材料的晶相、颗粒大小和磁性能进行了表征。以刚果红染料废水处理为例,研究了不同处理工艺、催化剂投加量、溶液p H、催化剂重复使用等因素对Fe3O4/CNTs材料光催化脱色刚果红染料废水效果的影响。结果表明,当刚果红染料起始质量浓度为10 mg/L,用量为0.2 g/L,3%的H2O20.2 m L,光照50 min后,Fe3O4/CNTs对刚果红溶液的脱色率达到97.0%。催化剂重复使用第4次,对刚果红染料的脱色率仍可达87%以上。此外,Fe3O4纳米粒子的存在使Fe3O4/CNTs材料具有较强的磁性,且可通过外加磁场将其从处理后的水体中快速分离回收。     

基于响应面法的Fe0/S2O2-8体系氧化垃圾渗滤液去除UV254研究

为提高Fe⁰/S₂O^2-₈体系氧化垃圾渗滤液去除有机物的效果,试验采用响应面法优化反应条件,借助响应面法的中心组合试验设计了以紫外吸光度UV₂₅₄的去除率为响应值的二次回归模型,分析零价铁(Fe⁰)投加量、初始pH值和S₂O^2-₈与12COD₀的质量比3个因素的交互作用,确定最优反应条件。结果表明在Fe⁰投加量为31.3mmol/L、初始pH值为4.4,ω(S₂O^2-₈/12COD₀)为1.14条件下,UV₂₅₄的去除率达到最大值72%。     

水热法制备Bi3O4Cl及其光催化降解罗丹明B的研究

以硝酸铋为铋源,通过一锅法水热制备新型铋基光催化剂Bi3O4Cl采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和紫外可见漫反射（uV—VisDRS）手段对所制备的样品进行表征,同时以罗丹明B为目标降解物研究Bi3O4Cl的光催化性能。光催化降解结果表明：水热温度对光催化效率影响较大,水热温度为90℃制备的Bi3O4Cl样品具有较高的光催化效率,这主要是由于其具有较小的禁带宽度和对目标分子较好的吸附能力引起的。本实验提供了一种新型光催化剂Bi3O4Cl的制备方法,有助于促进光催化技术在环境污染控制领域的应用与发展。     

Vis/LaFeO3/PDS复合高级氧化体系降解亚甲基蓝的机制

采用超声辅助溶胶-凝胶法制备对可见光(Vis)有良好响应性的LaFeO₃晶体,将其与过二硫酸盐(PDS)结合,构建Vis/LaFeO₃/PDS复合高级氧化体系,用以降解亚甲基蓝(MB)。结果表明:在PDS浓度为0.5 mmol/L、LaFeO₃投加量为0.5 g/L时,Vis/LaFeO₃/PDS体系30 min对质量浓度为30 mg/L的MB的去除率可达92.4%;复合体系对pH值有较强的适应性,Vis、LaFeO₃、PDS三者复合,通过提高光生电子-空穴对的分离效率,促进Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)的氧化还原循环和氧空位向活性氧自由基的转化,提高了空穴(h⁺)、SO^-₄·、单线态氧(¹O₂)等活性物质的产生效率和氧化活性能力的发挥。Vis/LaFeO₃/PDS体系是光催化和过硫酸盐高级氧化技术的高效结合,其协同效应在废水中难降解有机物的治理方面具有较好的应用前景。     

金属有机骨架材料Cu_3(BTC)_2的制备及其光催化性能研究

以三水硝酸铜为铜源,通过调控水热温度合成出高结晶度的金属有机骨架Cu3(BTC)2材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和热重(TG)手段对所制备的样品进行表征,同时以甲基橙和罗丹明B作为目标降解物研究Cu3(BTC)2材料的光催化性能。光催化降解结果显示:Cu3(BTC)2材料对罗丹明B有较好的降解效率,水热温度对Cu3(BTC)2材料的结构及光催化效率影响较大,水热温度为140℃制备的Cu3(BTC)2样品具有较高的光催化效率。这主要是由于高的结晶度可以产生更多的光生电子空穴对和提供更多的反应活性位,这将在处理环境污染物方面有着巨大的潜在的应用前景。     

净水污泥负载Fe3O4对亚甲基蓝的催化降解研究

净水污泥(WTR)具有类似粘土的孔隙结构,可用于制备吸附剂。构建H-WTR@Fe₃O₄/HA/H₂O₂的类芬顿体系对有机污染物进行降解研究。以亚甲基蓝(MB)为目标污染物,通过羟胺(HA)促进H-WTR@Fe₃O₄表面Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)的循环。利用扫描电子显微镜(SEM),全自动比表面及孔隙度分析仪(BET)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、X射线能谱(XPS),对催化剂进行了表征,并通过降解实验测试其催化性能。研究了初始pH、H₂O₂和HA剂量对MB去除率的影响,分析了HA的作用机理。重复利用试验表明,经过5次重复利用后,体系仍然可以在60 min内对MB的降解率达到90.86%。     

HAP/Ag3PO4纳米复合物的制备及其对水体有机污染物的降解

以固体废弃物牡蛎壳为原料,利用水热法制备出高纯度的纳米羟基磷灰石(HAP),负载磷酸银(Ag₃PO₄)制备出具有高效光催化性能的HAP/Ag₃PO₄纳米复合物。采用FT-IR、XPS、XRD和SEM对其晶型、化学结构和形貌进行了表征,证实Ag₃PO₄被成功负载在源于牡蛎壳的HAP上。在此基础上研究了HAP/Ag₃PO₄纳米复合物在水污染治理领域的应用,发现模拟日光照射4 min、纳米复合物用量为1.5 g/L、对初始质量浓度为20 mg/L的罗丹明B溶液的降解率达到94.2%,表明制备的HAP/Ag₃PO₄纳米复合物是一种高效光催化剂,可以快速高效地降解水中的有机污染物。     

水热法合成的LaVO4/WO3复合纳米片的可见光光催化还原工业废水中Cr（VI）效果分析

针对工业废水中Cr(Ⅵ)毒性大,迁移性强的问题,采用水热法制备了不同复合比例的LaVO_4/WO_3复合纳米片光催化剂,通过XRD、SEM、XPS和DRS测试手段进行了表征。结果表明:LaVO_4能进入WO_3晶格之中,使其产生晶格缺陷;晶格缺陷可作为活性位点,促进光生载流子的分离,提高WO_3的光催化活性。可见光下光催化还原工业废水中Cr(Ⅵ)测试表明:LaVO_4/WO_3复合纳米片的光催化还原效率比WO_3更高,当LaVO_4以质量比为3%负载WO_3时,复合纳米片光催化还原性最高,可达92%,是纯WO_3还原效率的8.3倍。分析结果表明,LaVO_4能使WO_3的氧空位得到扩散,提高界面光生电子的迁移速率,促进光生电子还原Cr(Ⅵ),提高复合纳米片的光催化还原性能。本研究为重金属工业废水,特别是难降解重金属污染物高效治理技术的研发提供了理论参考。     

核壳结构纳米铁活化过硫酸盐降解HBCDs的研究

本文旨在建立一种新型的高效去除持久性溴代阻燃剂-六溴环十二烷(HBCDs)的方法。为此,制备了具有核壳结构的纳米零价铁(Fe@Fe_2O_3),用其活化过硫酸盐(S_2O_8~(2-))对HBCDs进行降解去除,并研究了体系p H值、物质的量比、HBCDs初始浓度对降解效率的影响。结果表明:Fe@Fe_2O_3活化S_2O_8~(2-)可产生大量强氧化性自由基,在酸性条件下的降解效率要高于中性和碱性;Fe@Fe_2O_3活化S_2O_8~(2-)的效果要好于Fe2+,当物质的量比为3∶1时,对HBCDs的降解效果最佳,可达70%。可见,改性制备的Fe@Fe_2O_3活化S_2O_8~(2-)可以成为一种较为有效的降解HBCDs技术。     

FeS矿活化H2O2降解水中对氯苯胺的实验研究

以对氯苯胺(PCA)为目标污染物,研究了常温下Fe S矿活化H2O2非均相类Fenton体系对难降解有机物的去除效果。分析了初始p H值、催化剂和H2O2投加量等重要因素对PCA降解率的影响。当PCA浓度为0.2×10-3mol/L,溶液初始p H值为3.0,H2O2投加量为3.2×10-3mol/L,Fe S矿用量为0.4 g/L,反应20 min时,PCA去除率可达100%,且反应进行到40 min后,已达到完全脱氯效果。在此基础上,通过对Cl-、SO42-、Fe3+等中间产物离子和总有机碳(TOC)变化规律的测定,探讨了有机物降解机理。研究结果表明:Fe S矿对催化H2O2氧化具有很强的催化活性,能提高H2O2的利用效率,相比于单一含铁矿物具有更好的催化性能,并且催化剂易于沉淀分离,回收利用。     

Preparation of activated carbon from sunflower straw through H3PO4 activation and its application for acid fuchsin dye adsorption

With the development circular economy, the use of agricultural waste to prepare biomass materials to remove pollutants has become a research hotspot. In this study, sunflower straw activated carbon (SSAC) was prepared by the one-step activation method, with sunflower straw (SS) used as the raw material and H₃PO₄ used as the activator. Four types of SSAC were prepared with impregnation ratios (weight of SS to weight of H₃PO₄) of 1:1, 1:2, 1:3, and 1:5, corresponding to SSAC1, SSAC2, SSAC3, and SSAC4, respectively. The adsorption process of acid fuchsin (AF) in water using the four types of SSAC was studied. The results showed that the impregnation ratio significantly affected the structure of the materials. The increase in the impregnation ratio increased the specific surface area and pore volume of SSAC and improved the adsorption capacity of AF. However, an impregnation ratio that was too large led to a decrease in specific surface area. SSAC3, with an impregnation ratio of 1:3, had the largest specific surface area (1 794.01 m²/g), and SSAC4, with an impregnation ratio of 1:5, exhibited the smallest microporosity (0.052 7 cm³/g) and the largest pore volume (2.549 cm³/g). The adsorption kinetics of AF using the four types of SSAC agreed with the quasi-second-order adsorption kinetic model. The Langmuir isotherm model was suitable to describe SSAC3 and SSAC4, and the Freundlich isotherm model was appropriate to describe SSAC1 and SSAC2. The result of thermodynamics showed that the adsorption process was spontaneous and endothermic. At 303 K, SSAC4 showed a removal rate of 97.73% for 200-mg/L AF with a maximum adsorption capacity of 2 763.36 mg/g, the highest among the four types of SSAC. This study showed that SAAC prepared by the H₃PO₄-based one-step activation method is a green and efficient carbon material and has significant application potential for the treatment of dye-containing wastewater.     

生物炭/铁酸锰对Zn^2+和Cu^2+的吸附性能试验

为探求吸附效果好、回收方便的吸附剂以解决重金属污染废水的处理难题,以玉米秸秆和铁酸锰为原料,通过溶胶-凝胶法以蛋清为络合剂经热解制备了一种生物炭/铁酸锰(BC/FM)复合材料,在对该复合材料扫描电子显微镜(SEM)和磁滞回线分析的基础上,进行了去除废水中Zn^2+、Cu^2+的吸附试验。结果表明,铁酸锰可有效地负载到生物炭上,形成官能团丰富、磁性良好的复合材料;BC/FM对Zn^2+、Cu^2+的吸附最佳pH值分别为5和6,并均在90 min达到吸附平衡,准二级模型能更好地描述BC/FM对Zn^2+、Cu^2+吸附过程;Langmuir模型拟合曲线和Freundlich模型拟合曲线分别适用于描述BC/FM对Zn^2+、Cu^2+的等温吸附过程,且均为自发吸热反应;BC/FM对Zn^2+、Cu^2+吸附机制主要为络合反应。     

Cu/Al2O3 催化臭氧氧化降解水中甲草胺的研究

研究了在Cu/Al2O3存在下臭氧氧化降解水中一种具有内分泌干扰作用的有机污染物--甲草胺的效能及主要影响因素.研究证明,Cu/Al2O3具有明显的催化臭氧氧化效能.对催化臭氧氧化降解前后水的TOC、电导及内分泌干扰活性等指标进行的测定结果表明,在Cu/Al2O3催化剂的作用下,反应溶液的TOC比O3单独氧化处理的TOC有更大程度的降低,即对甲草胺的矿化程度大大提高;矿化程度的提高使溶液的电导有所提高进而促进对甲草胺的处理.催化臭氧氧化处理后水的内分泌干扰活性比非催化过程的有明显降低,说明Cu/Al2O3催化剂可有效去除甲草胺的中间氧化产物,能彻底去除水中甲草胺这种内分泌干扰物质.     

不同pH值条件合成纳米Bi2WO6及其可见光下活性研究

以水热法合成了Bi_2WO_6纳米花状球,并考察了不同pH值的制备条件下对Bi_2WO_6晶形、形貌、孔径分布、光学性质及催化性能的影响。表征和催化结果表明:在pH值为1的制备条件下,Bi_2WO_6样品为内部有致密空隙的花球,随着pH值的升高,Bi_2WO_6的内部孔径变得越来越疏松,当pH值达到7时变为片状;在pH为1、3、5、7条件下合成出的Bi_2WO_6的带隙能在2.14~2.26 e V范围内;光降解Rh B的性能从大到小顺序为pH=7,pH=5,pH=3,pH=1,主要是由于在pH=7制备条件下制备出的Bi_2WO_6衍射峰最强,粉体的晶型发育完整,结晶度高,对Rh B的降解率最高。