Fe_3O_4/三维石墨烯非均相Fenton催化降解酸性红B

采用原位氧化还原法制备了三维石墨烯负载型Fe_3O_4(Fe_3O_4/3D GN)非均相Fenton反应催化剂,对其进行了表征,并用于酸性红B染料废水的Fenton氧化降解。表征结果显示:制备的Fe_3O_4/3D GN具有相互贯通的独特三维网状结构,Fe_3O_4纳米颗粒均匀分散在石墨烯片层中。实验结果表明:Fe_3O_4/3D GN具有较高的催化活性和稳定性。Fe_3O_4/3D GN非均相Fenton催化降解酸性红B的最佳工艺条件为:H2O2投加量0.67 m L/L,催化剂投加量1 g/L,初始溶液pH为6。在此最佳工艺条件下反应30 min,酸性红B染料废水的脱色率达到95.64%。     

异相类Fenton降解活性艳橙X-GN研究

以偶氮染料活性艳橙X-GN作为降解对象,以共沉淀法制备纳米四氧化三铁颗粒(Fe_3O_4NPS)为催化剂,并构建了高效Fe_3O_4NPS/H_2O_2异相类Fenton体系用于对活性艳橙X-GN降解的降解。实验结果显示:在[Fe_3O_4NPS]=500 mg/L,[H_2O_2]=5 mmol/L和pH=7的条件下,Fe_3O_4NPS/H_2O_2反应体系对活性艳橙X-GN的降解率高达84. 8%,矿化率也达到56. 09%。这表明此体系在中性条件下也能够达到较为理想的降解效果,有效拓宽了Fenton反应pH范围。另外,该反应体系的铁离子的溶出浓度为0. 231 mg/L,有效减少铁泥产生,材料具有一定稳定性。     

改性沸石负载Fe_3O_4催化H_2O_2去除亚甲基蓝染料废水

利用改性沸石负载Fe_3O_4活化H_2O_2非均相Fenton体系氧化降解有机污染物亚甲基蓝。考察了催化剂改性沸石负载Fe_3O_4投加量、溶液初始pH和H_2O_2初始浓度对亚甲基蓝降解效果的影响,进而讨论Fe_3O_4/改性沸石-H_2O_2非均相Fenton体系的催化机理。结果表明,当催化剂投加量为2.40 g/L,初始溶液pH为5.33,H_2O_2浓度为5.93 mmol/L时,反应30 min后,9.60 mol/L的亚甲基蓝去除率可达到98.52%。通过自由基捕获剂抗坏血酸和羟基自由基捕获剂甲醇,证明了Fe_3O_4/改性沸石-H_2O_2体系的氧化物种为羟基自由基和过氧自由基。     

氢氛还原制备Fe_3O_4/膨润土的类Fenton催化降解金橙Ⅱ研究

以硝酸铁为铁源、氢气为还原气,采用氢氛还原法制备了Fe_3O_4/膨润土。利用X射线衍射、扫描电子显微镜和电子能谱对Fe_3O_4/膨润土进行表征分析,并考察了影响类Fenton催化降解金橙II的因素,初步探讨了催化作用机理。结果表明,铁化合物有效固载在膨润土并转化为Fe_3O_4,所得Fe_3O_4/膨润土结构分散、孔隙明显、物化形态优良;在反应温度30℃、Fe_3O_4/膨润土投加量0.4 g/L、H_2O_2投加量10 mmol/L、初始pH3的优化条件下,质量浓度40mg/L的金橙II在1 h内去除率达到98.1%;Fe_3O_4/膨润土重复使用3次效果稳定,铁离子溶出量低,H_2O_2在膨润土所固载Fe_3O_4的Fe~(2+)、Fe~(3+)作用下产生羟基自由基(·OH),高活性的·OH将金橙II氧化降解。     

改性沸石负载Fe_3O_4催化H_2O_2去除亚甲基蓝染料废水

利用改性沸石负载Fe_3O_4活化H_2O_2非均相Fenton体系氧化降解有机污染物亚甲基蓝。考察了催化剂改性沸石负载Fe_3O_4投加量、溶液初始pH和H_2O_2初始浓度对亚甲基蓝降解效果的影响,进而讨论Fe_3O_4/改性沸石-H_2O_2非均相Fenton体系的催化机理。结果表明,当催化剂投加量为2.40 g/L,初始溶液pH为5.33,H_2O_2浓度为5.93 mmol/L时,反应30 min后,9.60 mol/L的亚甲基蓝去除率可达到98.52%。通过自由基捕获剂抗坏血酸和羟基自由基捕获剂甲醇,证明了Fe_3O_4/改性沸石-H_2O_2体系的氧化物种为羟基自由基和过氧自由基。     

膨润土/Fe_3O_4/Fe~0复合催化剂的制备及其催化性能

采用氧化共沉淀法制备膨润土/Fe_3O_4/Fe~0新型复合催化剂,并将其作为非均相类Fenton催化剂应用于高效氟氯氰菊酯农药模拟废水的降解。SEM、TEM、XRD和VSM等的表征结果显示,制备的催化剂Fe_3O_4与Fe~0结构稳定,有较好的磁性,便于回收利用。降解实验结果表明,对于100 mL模拟废水,在m(Fe~0)∶m(Fe_3O_4)=0.8,初始溶液p H=3.0,30%H_2O_2投加量为0.25 mL,催化剂投加量为0.40 g,反应时间为40 min的条件下,COD去除率为73.41%。膨润土/Fe_3O_4/Fe~0是一种稳定的新型催化剂,重复利用性能优良。     

Fe3O4-MnO2类Fenton体系处理亚甲基蓝废水的试验

为拓宽Fenton法处理条件,在添加催化剂的前提下,对类Fenton体系的运行条件进行研究。研究Fe_3O_4-Mn O_2-PAC复合材料作为催化剂时,探究不同单因素对类Fenton体系的影响。研究表明当p H值为2～5,Fe_3O_4-Mn O_2-PAC的投加量为800 mg·L~(-1),H_2O_2的投加量为0.8 mol·L~(-1),Fe_3O_4-Mn O_2-PAC催化剂使用次数小于5次时,对于亚甲基蓝废水有较好的降解效果。     

异相Fenton催化剂Fe_3O_4@C-FeCo的制备及应用

以金属有机框架(ZIF-67)包裹Fe_3O_4纳米微球为前驱体,随后通过煅烧合成了Fe_3O_4@C-FeCo异相Fenton催化剂,并将合成的Fe_3O_4@C-FeCo进行了XRD衍射分析,X射线光电子能谱分析(XPS),扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM)结构表征。研究了Fe_3O_4和Fe_3O_4@C-FeCo的异相Fenton催化降解靛蓝二磺酸钠的能力。研究发现,酸性条件有利于异相Fenton催化降解,并且Fe_3O_4@C-FeCo的催化降解能力比Fe_3O_4更好。结果表明,Fe_3O_4@C-FeCo是一个良好的异相Fenton催化剂,有潜在的催化降解有机染料的应用。     

Fe3O4-MnO2/Gh的制备及其对氯乙酸的降解研究

通过水热法制备了磁性复合材料Fe_3O_4-MnO_2/Gh,并通过XRD、SEM、VSM和XPS等技术对其进行了表征分析。将Fe_3O_4-MnO_2/Gh作为非均相电-Fenton催化剂应用于电催化体系,考察了非均相电-Fenton体系对氯乙酸的降解效果。结果表明,在Fe_3O_4和MnO_2的协同作用下,Fe_3O_4-MnO_2/Gh非均相电-Fenton体系实现了对氯乙酸的高效降解。在催化剂投加量为0.8 g/L、电流密度为8 mA/cm~2,pH为5,反应时间为45 min,O_2流量为200 mL/min时,其TOC去除率可达80.68%,有机氯的转化率为98%,且该催化剂具有较高的稳定性。     

粉末活性炭-Fe_3O_4磁性材料-H_2O_2类Fenton体系降解亚甲基蓝研究

采用粉末活性炭(PAC)-Fe_3O_4磁性材料与H_2O_2组成类Fenton体系降解亚甲基蓝模拟废水,并使用X射线衍射仪、扫描电镜表征磁性材料。结果表明,PAC表面负载的铁氧化物为具有磁性的Fe_3O_4,Fe_3O_4近似球形均匀的负载在PAC表面。该类Fenton体系在PAC-Fe_3O_4磁性材料50 mg、H_2O_2投加量为30μL、p H为3、温度为40℃、反应180 min的条件下降解100 m L质量浓度为200 mg/L亚甲基蓝效果最好,亚甲基蓝和COD去除率分别为100%和94.42%。PAC-Fe_3O_4磁性材料-H_2O_2类Fenton体系对亚甲基蓝有良好的降解效果。     

基于盐酸羟胺回收的唑类离子盐生产废水的高效处理

针对唑类离子盐生产废水高含氮、可生化降解性差、且具有高价值化合物残留等特点,开发了基于盐酸羟胺回收的高效处理工艺,处理实际的唑类离子盐生产废水。整个集成工艺分为3个核心部分:盐酸羟胺回收、非均相Fenton催化氧化、膜生物反应器。研究明确了回收盐酸羟胺的最佳反应时间、反应pH和原料配比;开发了两类非均相Fenton催化剂(Fe_2O_3和Fe_3O_4)并明确了催化剂的最佳投加量(10 g/L)和H_2O_2的最佳投加比例(C_(H_2O_2)/C_(COD)=1∶1);从活性污泥中富集分离出耐盐或嗜盐的唑类离子盐特异降解菌。对盐度的耐受浓度最高可达100 g/L;对唑类离子盐的降解率可达71.2%。以上研究成果可以为唑类离子盐生产废水的处理提供指导。     

水体中常见离子对Fe_3O_4/H_2O_2降解孔雀石绿的影响

磁性纳米Fe_3O_4作为类Fenton催化剂,能够有效催化H_2O_2降解孔雀石绿(MG)废水。而实际染料废水中常含有多种无机离子和有机物,选取五种典型离子(SO42-、Cl-、Ca~(2+)、Mg~(2+)和腐植酸),探讨不同浓度离子对Fe_3O_4/H_2O_2降解MG的影响,并对反应前后Fe_3O_4的晶体结构进行分析。结果表明:腐植酸对Fe_3O_4/H_2O_2降解MG具有促进作用;Cl-和SO42-在不同程度上抑制了该催化降解反应;Ca~(2+)和Mg~(2+)对MG的降解没有明显影响;Fe_3O_4的晶体结构没有因为上述典型离子的加入而发生改变。     

Fe_3O_4-H_2O_2类Fenton法降解亚甲基蓝

以Fe Cl_3·6H_2O和Fe SO_4·7H_2O为原料,氢氧化钠溶液为沉淀剂,制备了磁性Fe_3O_4粒子。采用XRD、SEM方法表征,并研究了Fe_3O_4粒子对亚甲基蓝的降解作用。结果表明,Fe_3O_4粒子平均粒径为5μm,以Fe_3O_4-H_2O_2组成类Fenton反应体系降解10 mg/L的亚甲基蓝溶液,当溶液p H值为3,浓度3%的H_2O_2用量为4 m L和0.2 g Fe_3O_4粉末,9 h内亚甲基蓝的降解率可达98.69%。     

Fe_3O_4-H_2O_2类Fenton法降解亚甲基蓝

以Fe Cl_3·6H_2O和Fe SO_4·7H_2O为原料,氢氧化钠溶液为沉淀剂,制备了磁性Fe_3O_4粒子。采用XRD、SEM方法表征,并研究了Fe_3O_4粒子对亚甲基蓝的降解作用。结果表明,Fe_3O_4粒子平均粒径为5μm,以Fe_3O_4-H_2O_2组成类Fenton反应体系降解10 mg/L的亚甲基蓝溶液,当溶液p H值为3,浓度3%的H_2O_2用量为4 m L和0.2 g Fe_3O_4粉末,9 h内亚甲基蓝的降解率可达98.69%。     

基于MOFs的ZnO/Fe3O4@C活化PS降解酸性橙7的研究

采用溶剂热法制备了锌铁金属有机骨架材料(Zn/Fe-MOFs),碳化得到ZnO/Fe_3O_4@C双金属催化剂。研究了ZnO/Fe_3O_4@C催化过二硫酸盐(PS)降解酸性橙7(AO7)的效能,结果表明,ZnO/Fe_3O_4@C可有效催化PS降解AO7。当ZnO/Fe_3O_4@C投量、PS投量、AO7浓度分别为0.150 g/L、1.25 mmol/L、20μmol/L时,AO7去除率可达98.09%。酸性环境更有利于PS+ZnO/Fe_3O_4@C体系的反应。AO7的降解主要是SO_4~(·-)和·OH共同作用的结果。     

磁性Fe_3O_4/改性焦炭的制备及其降解性能

以KOH为活化剂对焦炭进行活化制备改性焦炭,并采用原位氧化沉淀法制备出Fe_3O_4/改性焦炭,采用扫描电子显微镜(SEM)、N2吸附脱附(BET)、傅里叶交换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)及振动样品磁强计(VSM)对样品进行表征,并且研究了其对罗丹明B的催化降解性能。结果表明,改性焦炭表面粗糙,孔结构发达,含氧官能团丰富,Fe_3O_4分散且牢固地负载于改性焦炭上,其粒径比纯Fe_3O_4小。Fe_3O_4/改性焦炭具有超顺磁性,对罗丹明B的降解为拟一级反应,其降解的最佳条件为:催化剂用量为0.8g/L,H2O2初始浓度为30mmol/L,p H为3.0,温度为35℃。Fe_3O_4与改性焦炭存在协同催化作用,罗丹明B的去除率可达98.85%。Fe_3O_4/改性焦炭是一种稳定、易磁分离回收利用的磁性催化剂。     

磁性可见光催化剂Ce-BiVO_4/Fe_3O_4的制备及性能研究

以Bi(NO_3)_3·5H_2O、NH_4VO_3和Ce(NO_3)_3·6H_2O为原料,Fe_3O_4为磁基质,通过水热-超声辅助原位法合成了CeBiVO_4/Fe_3O_4复合光催化剂,利用XRD、UV-Vis-DRS、FT-IR等对催化剂进行了结构表征;以亚甲基蓝(MB)为目标降解物,利用单因素变量法考察了催化剂反应条件对光催化性能的影响。结果表明,催化剂中BiVO_4以单斜晶相和四方晶相混合存在,稀土Ce的掺杂拓宽了BiVO4的光谱响应范围并增强了其可见光吸收能力,在Ce-BiVO_4/Fe_3O_4催化剂的质量浓度为1. 5 g/L、反应体系pH=7和可见光下反应90 min的条件下,对25 mg/L的MB降解率达97. 3%。该催化剂重复使用3次后,对MB的降解率仍可达80%以上;该催化剂对其他3种染料也表现出良好的降解能力。     

前驱体法制备四氧化三铁及其催化性能

采用前驱体法以钛白副产品为原料制备了Fe_3O_4(记为Fe_3O_4-PR),并将其作为催化剂催化H_2O_2降解活性艳红X-3B。考察了Fe_3O_4-PR的催化活性和稳定性,溶液pH、H_2O_2投加量和Fe_3O_4-PR投加量对该催化降解反应的影响。初步探究了该催化降解反应机理。XRD、SEM、磁性分析(VSM)和粒径分析(DLS)结果表明,采用前驱体法可成功制备出具有超顺磁性的多面立体结构Fe_3O_4-PR。性能测试表明,Fe_3O_4-PR具有良好的催化活性和稳定性。在pH=3、H_2O_2投加量为3.0 mmol/L及Fe_3O_4-PR投加量为1.0 g/L的条件下,活性艳红X-3B的降解率可达97%,总有机碳(TOC)去除率为47%。机理研究表明,该催化降解反应是在催化剂表面活性位点发生,·OH是主要活性物质,降解过程存在氧化还原循环。     

电Fenton方法在甲基橙染料废水中的试验研究

考察了均相EF-Feox法(牺牲阳极法)、均相EF-Fere法和非均相电Fenton(Fe2(MoO4)3-kaolin-450)法3种电Fenton法对甲基橙偶氮染料废水的降解效果,对比了各反应体系的优缺点。与均相EF-Feox体系和均相EF-Fere体系相比,非均相电Fenton-Fe2(MoO4)3-kaolin-450体系对甲基橙的降解效果最好。当电流密度为65 mA/cm2、Fe2(MoO4)3-kaolin-450催化剂的加入量为6.6 g/L、初始pH为4.34、50 mmol/L的Na2SO4作为电解质、甲基橙的初始质量浓度为100 mg/L,甲基橙的COD去除率和脱色率分别可以达到92.48%和99.3%。将此方法应用于铬蓝黑R、橙黄Ⅱ、以及吩噻嗪类物质亚甲基蓝等染料废水体系中,同样条件下电解10 min,3者的脱色率均可以达到93%以上,说明此方法在染料废水处理中具有普遍适用性。     

磁性改性焦炭类Fenton催化剂的制备及表征

以焦炭为原料,KOH为活化剂制备改性焦炭。采用原位氧化沉淀法制备磁性Fe_3O_4/改性焦炭催化剂,利用BET、SEM、FTIR、XRD和VSM对样品进行表征,并研究其降解罗丹明B的性能。结果表明,经过三因素三水平正交试验获得最佳比表面积为298 m2/g的改性焦炭,三因素对催化剂催化性能影响程度依次为:碱炭比(KOH与焦炭的质量比)活化温度活化时间。磁性Fe_3O_4/改性焦炭催化剂中Fe_3O_4最佳负载量为40%,具有超顺磁性,易于磁分离。在催化剂质量浓度为1.0 g/L、H_2O_2初始浓度为50 mmol/L、pH为3.0、温度为25℃的条件下,该催化剂对罗丹明B降解符合拟一级反应,降解100 min后去除率达到96%以上。改性焦炭与Fe_3O_4之间存在协同作用,可促进对罗丹明B的降解。