热激活过硫酸盐降解莠灭净的动力学研究

研究热激活过硫酸盐对莠灭净的去除效果以及反应动力学模型,考察反应温度、底物初始浓度、氧化剂浓度和溶液初始pH对莠灭净降解动力学的影响,并对反应中生成的主要自由基进行鉴定。结果表明,热激活过硫酸盐系统中莠灭净的降解均符合准一级反应动力学模型(R2≥0.93)。随着反应温度的增加,莠灭净降解加快,准一级反应速率常数kobs增大;随着底物初始浓度的增加,莠灭净降解率减小,kobs减小;增加氧化剂的投加量,可以促进莠灭净降解;随着溶液pH的增大,kobs先增大后减小,中性条件下莠灭净降解率最大;pH为7时,热激活过硫酸盐系统中反应生成的自由基主要是·SO4-。     

热激活过硫酸盐降解莠灭净的动力学研究

研究热激活过硫酸盐对莠灭净的去除效果以及反应动力学模型,考察反应温度、底物初始浓度、氧化剂浓度和溶液初始pH对莠灭净降解动力学的影响,并对反应中生成的主要自由基进行鉴定。结果表明,热激活过硫酸盐系统中莠灭净的降解均符合准一级反应动力学模型(R2≥0.93)。随着反应温度的增加,莠灭净降解加快,准一级反应速率常数kobs增大;随着底物初始浓度的增加,莠灭净降解率减小,kobs减小;增加氧化剂的投加量,可以促进莠灭净降解;随着溶液pH的增大,kobs先增大后减小,中性条件下莠灭净降解率最大;pH为7时,热激活过硫酸盐系统中反应生成的自由基主要是·SO4-。     

热激活过硫酸盐降解水中双氯芬酸钠机理

为了高效降解水中有机污染物双氯芬酸钠,采用热激活过硫酸盐工艺,考察了双氯芬酸钠初始浓度、过硫酸盐(PS)投加量、温度、氯离子浓度和腐植酸(HA)投加量共5种因素对热激活PS去除双氯芬酸钠的影响。结果表明:双氯芬酸钠被热激活过硫酸盐产生的自由基降解过程与·级反应动力学规律相符,反应速率常数随着双氯芬酸钠初始浓度的增加而逐渐减小,而在一定的PS浓度范围内,随着PS投加量的增加,双氯芬酸钠的降解率增加;温度从40~70℃的过程中,去除率与反应速率常数都迅速增大;水中存在腐植酸时,会对热激活过硫酸盐产生的·SO_4~-降解双氯芬酸钠产生抑制效果;水中存在的氯离子也会对热激活过硫酸盐产牛的·SO_4~-降解双氯芬酸钠的效果具有一定抑制效果。     

热活化过硫酸盐降解水中卡马西平

以典型抗癫痫药物卡马西平为目标污染物, 研究热活化过硫酸盐(thermally activated persulfate, TAP)技术对其的降解效果。此外, 还考察了过硫酸盐初始浓度、温度和零价铁投加量等对降解效果的影响。结果表明, 随着过硫酸盐初始浓度的增加, 降解速率常数提高, 不同温度下卡马西平降解速率常数与过硫酸盐初始浓度表现出良好的线性关系。提高系统温度能够提高卡马西平的降解速率。TAP氧化卡马西平符合拟一级动力学, 反应活化能E_a为(120.4±2.6)kJ·mol^-1。在TAP系统中加入少量零价铁能够显著地提高卡马西平的降解速率和矿化度。当温度为60℃时, 零价铁的最佳投加量为0.05 g·L^-1。硫酸自由基易于对卡马西平分子结构中氮杂卓环的烯烃双键进行攻击, 主要生成羟基化卡马西平、环氧卡马西平、吡啶类醛和酮等中间产物。     

硫酸根自由基降解诺氟沙星动力学因子优化分析

以第三代氟喹诺酮抗生素诺氟沙星(NOR)为目标,采用基于·SO4-的热活化过硫酸盐(PS)工艺对NOR降解过程中的温度、过硫酸盐浓度、pH、阴离子及探针物质等关键因子进行考察优化研究。结果表明,NOR降解符合拟1级动力学模型,且表观速率常数Kapp与PS浓度和温度具有较好的线型相关性,NOR降解的活化能EA为(85.92±12.11)k J/mol;初始PS浓度及反应温度的升高对诺氟沙星的降解速率呈现促进作用;降解反应的最佳p H为4.0,在pH7情况下反应速率基本不发生改变;体系共存的Cl~-、NO_3~-及CO_3~(2-)对反应均存在不同程度抑制作用,且随着离子浓度升高,抑制作用加强。此外试验发现投加探针物质叔丁醇与苯酚可以有效鉴定不同体系下的自由基反应特性。     

热激活过硫酸盐降解水中氯贝酸

为了研究有效降解水体中有机污染物的方法,采用热激活过硫酸盐工艺降解典型PPCPs氯贝酸,考察氯贝酸初始浓度、过硫酸盐(PS)投加量、溶液pH、温度和腐植酸(HA)投加量多种因素对热激活PS去除氯贝酸的影响。结果表明:热激活过PS降解氯贝酸与一级反应动力学模型相符,且反应速率常数逐渐减小;当氯贝酸的初始浓度不断增加,在一定的范围内PS投加量的增加有利于氯贝酸的降解,随温度升高系统对氯贝酸的去除率及反应速率常数快速增大;腐植酸投加量的逐步增加,氯贝酸的去除率总体呈现先升高后下降的趋势,当反应液pH值不断升高,反应环境从酸性增至强碱性的过程中,热激活PS工艺对氯贝酸的降解速率表现出先减小而后增大的现象。     

热活化过硫酸盐降解染料废水中H酸的研究

用热活化过硫酸盐氧化降解染料废水中的H酸(1-氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸),考察了反应体系温度、氧化剂投加量、初始pH、氯化物对H酸降解动力学的影响。结果表明,热活化过硫酸盐降解染料废水中H酸符合伪一级动力学和阿伦尼乌斯模型(lnk=-5 832/T+13.64,R²=0.962,T=303～333 K),反应的活化能为48.49 kJ/mol。反应速率随氧化剂浓度增加而增加(k_(obs)=0.001 45[PS]_0+0.005 5,R2=0.962,T=303～333 K),反应的活化能为48.49 kJ/mol。反应速率随氧化剂浓度增加而增加(k_(obs)=0.001 45[PS]_0+0.005 5,R²=0.973,[PS]_0=1.2～6.0 mmol/L)。研究发现,在H酸浓度为500 mg/L,PS投加量6.0 mmol/L,体系温度为50℃,初始pH=3～9条件下,pH=9时降解效果最好,H酸去除率达到77%。低浓度的Cl2=0.973,[PS]_0=1.2～6.0 mmol/L)。研究发现,在H酸浓度为500 mg/L,PS投加量6.0 mmol/L,体系温度为50℃,初始pH=3～9条件下,pH=9时降解效果最好,H酸去除率达到77%。低浓度的Cl^-对H酸去除效果影响可忽略不计。自由基淬灭实验证明反应体系中主要活性物种是SO_4-对H酸去除效果影响可忽略不计。自由基淬灭实验证明反应体系中主要活性物种是SO_4^(·-)自由基。     

Cu~(2+)对热活化过硫酸钾氧化双酚S效果的影响

以双酚A的代替物双酚S为目标污染物,研究了Cu~(2+)对热活化过硫酸钾(PS)降解双酚S的影响。此外,考察了Cu~(2+)投加量浓度与温度对降解效果的影响及不同条件下过硫酸盐的剩余含量。结果表明,Cu~(2+)能有效提高热活化PS降解双酚S的效率。在60℃时,单独过硫酸盐用了180 min降解了73.02%的双酚S,而存在Cu~(2+)时只需要90min,去除率就达77.05%。随着Cu~(2+)投加量浓度的增加,降解速率提高。温度的提高促进了Cu~(2+)活化PS降解BPS,Cu~(2+)存在时剩余PS含量也随着温度的升高明显下降。可能的机理是形成了比较稳定的有机物-铜络合物,使活化过硫酸盐变得容易。     

紫外强化零价铁活化过硫酸盐降解水中氯苯

采用紫外光助零价铁活化过硫酸盐反应体系(UV-Fe(0)/PS)降解水中的氯苯,对比UV-Fe(0)/PS、Fe(0)/PS、UV/PS、PS等反应体系的处理效果,考察过硫酸盐投加量、Fe(0)投加量、pH值等对氯苯降解的影响,结果表明:Fe(0)和紫外光产生了良好的协调作用,大大提高了氯苯的降解率;初期反应体系中,过硫酸盐与Fe(0)投加量的提高,都可显著提升氯苯的降解率,但是持续增加过硫酸盐与Fe(0)投加量,不会显著增加反应体系对氯苯的降解效果。在酸洗及中性条件下,氯苯的去除率均可达到较好的效果,在强碱条件下氯苯的去除率相对较低。     

紫外-高铁酸钾联合氧化处理水中双酚A的研究

采用254 nm紫外光活化高铁酸钾[UV/Fe(Ⅵ)],探究其对水溶液中双酚A(BPA)的降解效能,对体系中主要的活性组分进行了鉴定,提出了BPA可能的降解路径。结果表明,UV/Fe(Ⅵ)协同降解BPA符合二级动力学,其降解速率比UV和Fe(Ⅵ)分别提升了98.94%和67.17%。当BPA浓度为220μmol/L,Fe(Ⅵ)浓度为50μmol/L,体系温度25℃,pH 6时,BPA的去除率达到了91.46%。温度和pH的升高、腐殖酸和CO₃^2-的存在,可以提升BPA的降解速率。UV/Fe(VI)体系起主导作用的活性组分为Fe(V)、Fe(IV)、超氧自由基和羟基自由基。去甲基化、羟基化和开环反应是BPA的主要降解路径。     

基于紫外的高级氧化工艺降解水溶液中扑热息痛研究

针对紫外(UV)、紫外-过硫酸盐(UV-PS)和紫外-双氧水(UV-H2O2)降解药物扑热息痛(APAP),选取5个影响因素进行研究。结果表明,UV系统对扑热息痛几乎没有降解作用,UV-PS和UV-H2O2系统中,APAP浓度随时间的变化符合准1级动力学模型(R20.97)。反应速率随APAP初始含量增加而降低,且UV-H2O2系统平均反应速率较大。增加氧化剂投加量、提高溶液p H及适度提升阴离子含量可增大反应速率。各系统最大去除率分别发生在p H=7和3,分别为29.3%(UV-H2O2)和68.5%(UV-PS)。各系统kobs与阴离子浓度呈线性关系(R20.92),均在c0(Cl-)=20 mmol/L和c0(HCO3-)=2 mmol/L,c0(HCO3-)=50 mmol/L时达到最大。向2个系统中分别投加2种淬灭剂乙醇和叔丁醇,kobs大幅下降,且淬灭剂对UV-H2O2系统抑制作用较UV-PS系统更为强烈。     

过硫酸盐降解橙黄Ⅱ性能研究

以偶氮染料废水为处理目标,采用Fe⁽²⁺⁾活化过硫酸盐氧化降解橙黄Ⅱ。考察降解时间、过硫酸盐浓度、引发剂FeSO_4浓度、pH值等因素对过硫酸盐降解橙黄Ⅱ的影响。研究发现,Fe(2+)活化过硫酸盐氧化降解橙黄Ⅱ。考察降解时间、过硫酸盐浓度、引发剂FeSO_4浓度、pH值等因素对过硫酸盐降解橙黄Ⅱ的影响。研究发现,Fe⁽²⁺⁾活化过硫酸盐能有效氧化降解橙黄Ⅱ废水,过硫酸盐最终浓度为5 mmol/L,引发剂浓度10 mmol/L,pH=3时,139 min橙黄Ⅱ降解率可达到98.8%。     

紫外光降解饮用水中三氯乙腈的研究

为降解饮用水中的三氯乙腈(TCAN),采用紫外光(UV)降解TCAN。考察了紫外光强度、p H、TCAN初始浓度和温度对TCAN降解速率的影响。结果表明:随紫外光强度增加,拥有的光子会增加;p H增加,TCAN降解率逐步提高,偏碱性环境下由于TCAN会发生水解,再加上紫外光的作用,降解效率大幅提高;TCAN初始浓度增加,降解率逐步提高。温度对TCAN的降解率影响不明显。UV技术降解饮用水中TCAN的规律符合一级反应动力学,紫外灯光强度为110μW/cm2的反应速率常数为0.002 66。     

NaClO氧化去除高盐废水中氨氮的影响因素及其动力学研究

采用NaClO氧化降解高盐废水中的氨氮,对其影响因素及动力学进行研究。结果表明:NaClO对氨氮的氧化降解过程符合伪一级反应动力学模型,影响其降解效果的因素有NaClO的投加量、氨氮的初始浓度、盐分、温度等。当NaClO投加量为0.6%时,反应速率常数高达0.015 75 min~(-1)。氨氮初始浓度越大,氧化反应效果越差,且初始质量浓度不超过45 mg/L时,随着初始浓度的增加,其对氧化反应速率常数的影响增大。低浓度盐分对氨氮氧化基本无影响,但超过2.0%时,随着盐分的增加,其对氨氮氧化效果的抑制作用增强,反应速率常数明显降低。提高反应温度,有利于氨氮的氧化降解,当温度从10℃增加至35℃的过程中,反应速率常数从0.001 88 min~(-1)增加至0.010 43 min~(-1)。     

腐殖酸/Fe~(2+)/PMS体系降解DMP的研究

研究投加了腐殖酸(HA)的Fe⁽²⁺⁾/过一硫酸盐(PMS)体系对邻苯二甲酸二甲酯(DMP)的降解。考察了体系沉淀物、腐殖酸浓度对降解DMP的影响。通过活性自由基和中间产物的鉴定推测了DMP的降解过程。结果表明,腐殖酸/Fe(2+)/过一硫酸盐(PMS)体系对邻苯二甲酸二甲酯(DMP)的降解。考察了体系沉淀物、腐殖酸浓度对降解DMP的影响。通过活性自由基和中间产物的鉴定推测了DMP的降解过程。结果表明,腐殖酸/Fe⁽²⁺⁾/PMS体系对DMP的降解明显优于其他体系,DMP的降解率可达100%。体系中生成的沉淀物是腐殖酸与铁的络合物,是促进DMP降解的重要物质。当腐殖酸浓度从1 mg/L增加至20 mg/L时,DMP的降解速率呈先增大后减小趋势。·OH和SO_4(2+)/PMS体系对DMP的降解明显优于其他体系,DMP的降解率可达100%。体系中生成的沉淀物是腐殖酸与铁的络合物,是促进DMP降解的重要物质。当腐殖酸浓度从1 mg/L增加至20 mg/L时,DMP的降解速率呈先增大后减小趋势。·OH和SO_4^(·-)是体系中主要的活性自由基。DMP降解的中间产物主要为邻苯二甲酸单甲酯、邻苯二甲酸和苯甲酸。     

玉米秸秆生物炭活化过硫酸盐催化降解罗丹明B的性能研究

以玉米秸秆为原料，制备了不同温度的生物炭材料，以罗丹明B(RB)为目标有机污染物，研究了过硫酸盐种类和浓度、生物炭热解温度、RB浓度以及小分子酸等对生物炭活化过硫酸盐降解RB性能的影响，并开展了模拟水样中RB的降解实验。结果表明：生物炭能够有效活化过一硫酸盐（PMS）和过二硫酸盐（PDS），进而促进RB的降解，其中生物炭-PMS体系的催化活性更强；热解温度影响生物炭活化PMS的催化活性，较低热解温度制备生物炭的催化性能更好；生物炭-PMS体系的催化活性随着PMS浓度的增加或RB浓度的降低而增加；3种小分子酸（柠檬酸、抗坏血酸、草酸）能显著促进体系的催化能力；RB的初始浓度与初始降解速率符合Langmuir-Hinshelwood动力学模型，说明在RB降解过程中，吸附作用发挥着重要作用；生物炭-PMS体系降解人工地下水中RB的效果有所降低。     

过硫酸钾氧化降解呋虫胺的动力学研究

采用热活化过硫酸钾的方法氧化降解呋虫胺废水,通过高效液相色谱仪检测其残留浓度,探讨过硫酸钾降解呋虫胺的反应动力学。结果表明,呋虫胺的氧化降解符合一级动力学模型,随着温度的升高和氧化剂浓度的升高其降解速率逐渐增加。在pH值=8.0、温度为70℃、过硫酸钾浓度为10 mmol/L时,呋虫胺的降解反应速率常数k为0.0303 min~(-1),半衰期(t_(1/2))为22.8761min。呋虫胺降解的反应活化能Ea=133.489k J/mol。     

柠檬酸螯合Fe(Ⅲ)活化过硫酸盐降解活性艳红X-3B

文章研究了柠檬酸螯合Fe(Ⅲ)活化过硫酸盐体系对水中活性艳红X-3B的降解效果。考察了过硫酸盐浓度、Fe(Ⅲ)/柠檬酸(CA)、pH及阴离子(NO_3~-、NO_2~-、HCO_3~-、Cl~-)对X-3B降解效果的影响,并研究体系中产生自由基的贡献率。结果表明,过硫酸盐浓度为0.2 mmol/L时,X-3B降解率最大;X-3B的降解率随Fe(Ⅲ)/CA增大而增大;pH的增大不利于X-3B的降解;无机阴离子的加入抑制X-3B的降解。·OH和SO_4~(·-)在光解过程中的贡献率分别为58%和31%。     

壳聚糖包被纳米铁催化降解罗丹明B研究

针对纳米零价铁(NZVI)催化过硫酸盐(PS)的高级氧化技术中,NZVI易团聚、易被氧化和难以重复利用等问题,采用中和法制备了壳聚糖包被纳米零价铁(CS@NZVI),作为过硫酸盐的催化剂,对其进行了表征,并以罗丹明B(RhB)为目标污染物,研究催化过硫酸盐降解RhB的优化条件和降解反应动力学。结果表明,优化降解条件为:RhB、PS初始质量浓度分别为8 mg/L、3g/L,CS@NZVI投加量为0.7 g/L,初始pH=2.5,温度为55℃,在此条件下,1 h降解率为91%,反应速率常数为0.040 9 min-1。催化降解行为均符合1级动力学模型。PS-CS@NZVI体系使反应活化能从20.4 kJ/mol下降到10.9 kJ/mol,证明了材料对过硫酸根的催化作用。该催化剂可重复使用4次,反应速率常数均在0.0360 min-1以上。     

Fe^3＋/UV/O2光催化降解酸性橙Ⅱ动力学

研究了pH值、UV光强、Fe3＋浓度和染料初始浓度对Fe3＋/UV/O2光催化体系降解染料酸性橙Ⅱ（AOⅡ）动力学的影响。结果表明：Fe3＋/UV/O2光催化降解AOⅡ符合准一级反应动力学,当初始pH值为3时反应速率达到最大;降解速率随着UV光强和Fe3＋浓度的提高逐渐升高,随着染料初始浓度的提高而降低。