Quantitative study on mechanism of Mn(Ⅱ) catalytic ozonation of oxalic acid

利用Mn(Ⅱ)/O3氧化体系降解了草酸, 探讨并定量化解析了Mn(Ⅱ)催化臭氧化降解草酸的作用机制。结果表明,加入Mn(Ⅱ)能明显提高臭氧化降解草酸的效率, 体系R_ct值也有所增大。Mn(Ⅱ)/O3降解草酸的途径主要包括以下3种方式: 第一, 臭氧的直接氧化反应; 第二,羟基自由基(水中溶解臭氧分解产生)的氧化反应; 第三, Mn(Ⅳ)和Mn(Ⅶ)等高价锰对草酸的氧化反应。溶液pH值不但直接影响Mn(Ⅱ)/O3降解草酸的效率, 而且还决定了三者的贡献大小。在本实验条件下, 当pH值为2.9时, Mn(Ⅱ)/O3降解草酸的表观反应速率常数为28.280×10^-4 s^-1, 三者对草酸降解的百分比贡献为f_O3∶f_OH∶f_rest=2.1∶19.0∶78.9当pH值为5.3、8.0和10.0时, 草酸降解的表观反应速率常数分别为1.597×10^-4 s^-1、1.535×10^-4 s^-1和〖WTBZ〗1.545×10^-4 s^-1, 三者的百分比贡献分别为f_O3∶f_OH∶f _rest=24.9∶28.4∶46.7、f_O3∶f_OH∶f_rest=23.6∶54.5∶21.9和f_O3∶f_OH∶f_rest=19.6∶74.4∶6.0。     

醋酸-醋酐溶液中石墨电极上Mn(Ⅲ)/Mn(Ⅱ)电对研究

平衡电极电势实验确定了25℃时石墨电极在1.5 mol/L醋酸钾 (醋酸-醋酐)(3:1体积比)溶液中Mn(Ⅲ)/Mn(Ⅱ)的条件电极电势为0.720 V(vs SCE);采用电势扫描和旋转圆盘电极技术研究了醋酸-醋酐溶液中石墨电极上Mn(Ⅲ)/Mn(Ⅱ)电对的阳极氧化动力学,结果表明:Mn(Ⅱ)阳极氧化成Mn(Ⅲ)的电极反应控制步骤属扩散-电荷传递混合控制过程,阳极传递系数β=0.183,交换电流密度i0=5.80×10-5 A/cm2,阳极标准反应速度常数ka=9.16×10-8 m/s,Mn(Ⅱ)和OAc-的反应级数均为一级.     

在线超声电氧化Mn(Ⅱ)的研究

对铅电极上在线超声电氧化Mn(Ⅱ)为Mn(Ⅲ)的反应机理进行了研究.结果表明Mn(Ⅱ)在铅电极上的超声电氧化过程与未施加超声波时氧化机理相同,Mn(Ⅱ)都不是直接与铅电极进行电子交换,而是被电极上所生成的PbO2所氧化;探讨了超声波功率和电解电流对Mn(Ⅱ)氧化的影响,实验发现二者对其影响不是呈线性关系.在其优化条件下,Mn(Ⅱ)被氧化为Mn(Ⅲ)的收率可达到98.41%.     

含Mn（Ⅱ）/Mn（Ⅶ）废水处理技术研究进展

阐述了含锰废水的来源及危害,以Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)为研究对象,从化学、物理化学、生物处理及多技术耦合处理四个方面,详述了目前国内外对含Mn(Ⅱ)废水处理技术的研究现状;并概述了吸附法和螯合絮凝法对Mn(Ⅶ)的去除性能及发展趋势。对各种除锰技术的优缺点进行对比分析,并对含锰废水处理技术的发展前景作出展望。     

O3/TiO2/γ-Al2O3/UV降解草酸

采用臭氧与TiO2/γ-Al2O2/UV联用技术对降解草酸进行研究.考察了进气流量、草酸初始浓度、催化剂投加量,pH值及温度等因素对草酸降解的影响.研究表明,在一定范围内,随着进气流量的增加、温度的升高都会促使草酸的降解速率加快;溶液pH值对催化臭氧化有比较重要的影响,pH值2时,草酸的去除率最高.     

M(0.1)Mn(15)/Hβ催化剂的低温NH3选择还原NO性能

NH₃选择性催化还原（NH₃-SCR）氮氧化物可有效减少固定源NOx的排放,目前,工业上应用的钒钛体系催化剂活性窗口温度为(300~400) ℃,不能用于低温脱硝,开发低温NH₃-SCR烟气脱硝催化剂成为研究热点之一。采用浸渍法制备M(0.1)Mn(15)/Hβ（M=Ni、Fe、Mg、Ca、Sr,0.1为M与Mn物质的量比）系列催化剂。通过X射线衍射、扫描电子显微镜和H2-程序升温还原反应等方法对催化剂进行表征,在固定床微型反应器上考察催化剂NH3选择还原NO的催化性能。结果表明,加入金属助剂Ni,催化剂活性得到改善,反应温度降低,T85和T95分别为157 ℃和 171 ℃。     

Mn2+催化臭氧氧化苯酚废水的初步研究

采用Mn（Ⅱ）均相催化剂对含酚废水进行催化臭氧氧化去除研究。研究了与单独臭氧氧化不同的反应特征及主要影响因素，实验结果表明，溶液的初始pH值、Mn（Ⅱ）投加量及碳酸盐对苯酚废水COD去除率产生较大影响，在本实验条件下，废水的初始pH越小，COD去除效果就越佳，在Co=50mg／L，Mn（Ⅱ）=1mg／L，初始pH=1．5，O3=0．6L／min，室温T=25℃下，反应时间45min时，苯酚废水的COD去除率可达100%即完全矿化。实际合酚废水的Mn（Ⅱ）催化臭氧氧化实验表明Mn（Ⅱ）仅对简单成分的苯酚有机物溶液有催化作用。     

O3/UV,O3/TiO2/UV,O3/VO2/TiO2降解磺基水杨酸

实验利用O3/UV,O3/TiO2/UV,O3/VO2/TiO2降解了磺基水杨酸.结果表明,在这三种高级氧化技术中,O3/VO2/TiO2的氧化效果最好,如在相同的条件下,30 min后取样表明三者COD的去除率分别为47%,55%和70%.在不同pH条件下研究表明O3/TiO2/UV对水体pH的影响较为敏感.通过加入自由基猝灭剂研究表明三者产生羟基自由基的活性顺序是O3/VO2/TiO2＞O3/TiO2/UV＞O3/UV.     

O3/TiO2/γ-A2O3／UV降解草酸

采用臭氧与TiO2／γ-Al2O3/UV联用技术对降解草酸进行研究,考察了进气流量、草酸初始浓度、催化剂投加量,pH值及温度等因素对草酸降解的影响。研究表明,在一定范围内,随着进气流量的增加、温度的升高都会促使草酸的降解速率加快;     

超声波在电解氧化Mn(Ⅱ)为Mn(Ⅲ)中的应用研究

以Pb基PbO2为阳极、Pb为阴极,超声电氧化Mn(Ⅱ)生成Mn(Ⅲ),比较了3种不同超声波频率下的电流效率,探讨了超声电解的机理,获得了超声电氧化的最佳反应条件。当电流密度为0.09 A/cm2,温度为20℃,硫酸锰浓度为0.4 mol/L,硫酸浓度为5.5 mol/L,电解时间为4100 s,超声波频率为59 kHz,超声波输出功率175 W时,电解氧化Mn(Ⅱ)为Mn(Ⅲ)的电流效率可达到84.79%。实验发现,施加超声波于电解过程,可保持电极表面活性,加快传质速率,降低氧化电位,提高电流效率,且较高频率的超声波具有更优的性能。     

羟基磷灰石复合腐植酸及其对Mn（Ⅱ）的去除

以硝酸钙和磷酸氢铵为原料,采用化学沉淀法成功合成羟基磷灰石（HAP）,并将其与腐植酸（HA）复合,制备出复合吸附剂HAP-HA。通过傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、比表面积及孔径分析、差热-热重分析（TGDSC）及扫描电镜（SEM）等方法对样品进行表征。结果表明：腐植酸成功负载到羟基磷灰石上;HAP-HA孔径主要分布在3～5 nm,比表面积较大,且具有较好的稳定性;HAP-HA表面粗糙不平、孔隙较多,这增大了比表面积,为重金属离子提供了大量的活性位点。以Mn（Ⅱ）为目标污染物,将Mn（Ⅱ）的去除率作为指标,通过吸附实验考察吸附剂HAP-HA对污染物的吸附性能。结果表明：在常温、pH为8.0、投加量为0.15 g、吸附时间为150 min的条件下,吸附剂HAP-HA对Mn（Ⅱ）的去除率最高,可稳定达到99.0%以上;该吸附过程符合Freundlich等温吸附模型。同时,对吸附后的吸附剂进行脱附及再生吸附实验,以NaOH溶液作为洗脱剂可取得较好的脱附效果,脱附效率可达78.1%,再生循环吸附6次后HAP-HA仍具有良好的吸附性能。     

Mn(Ⅱ)对好氧颗粒污泥微生物活性的影响

针对城市污水中重金属离子短期超标影响污水生物处理系统正常运行的问题,采用好氧颗粒污泥SBR反应器,研究了不同浓度Mn(Ⅱ)短期冲击下对好氧颗粒污泥污染物去除性能、外观结构和微生物活性的影响。试验结果表明,好氧颗粒污泥受不同浓度Mn(Ⅱ)10 d的冲击后,COD去除率受Mn(Ⅱ)影响较小,Mn(Ⅱ)会轻微促进AGS对TN的去除。Mn(Ⅱ)分别为0.5、1.0、3.0 mg/L可提高好氧颗粒污泥的活性,在相应浓度的冲击下SOUR分别提高16.0%、108.5%、51.8%,TTC-ETS分别提高了7.7%、112.4%、45.7%。5.0 mg/L Mn(Ⅱ)对SOUR和TTC-ETS的抑制率分别为13.8%和33.5%。     

Fe(Ⅱ)(EDTA)/O3工艺处理含聚废水实验

采用Fe(Ⅱ)(EDTA)/O₃工艺处理含聚废水,研究EDTA浓度、Fe²⁺浓度、水力停留时间（HTR）、初始pH对聚丙烯酰胺（PAM）去除率和COD降解效能的影响,探讨了Fe(Ⅱ)络合催化臭氧反应动力学特征及其机理。结果表明：当EDTA浓度为0.050mmol/L、Fe²⁺浓度为0.050mmol/L和HRT为120min时,PAM去除率为75%;增加水样初始pH有利于提高PAM去除率,同时水样pH随HRT增加缓慢下降;废水COD值在HRT为30min内逐渐增至最大,随后逐渐减小并达到稳定。Fe(II)(EDTA)/O₃工艺处理含聚废水的反应符合二级动力学反应,初始PAM质量浓度在50~100mg/L范围内,二级反应速率常数为2.35×10^-4~3.35×10^-4L/(mg·min)。     

Fe(Ⅱ)/亚硫酸盐体系络合吸收NO特性研究

研究反应条件对Fe(Ⅱ)/亚硫酸盐体系络合NO的影响规律.利用实验室分析模拟燃煤电厂烟气中NO的质量浓度.结果表明:Na2SO3浓度主要作用于Fe(NO)SO4的还原和NO的吸收.温度对该体系的影响存在两个方面,一方面升高温度可以提高NO的脱除效果,另一方面加快了反应的进行,使得快速达到反应平衡.O2体积分数对NO的脱...     

Fe／Mn／Al2O3催化H2O2降解偶氮染料废水的研究

以活性氧化铝为载体,制备了Fe／Mn／Al2O3负载型催化剂,用于催化H2O2氧化降解偶氮染料活性黑5,探讨了pH、H2O2投加量、染料初始浓度、催化剂投加量等对染料脱色率的影响。结果表明,活性黑5的脱色率随催化剂投加量、H2O2投加量的增加而升高;而随活性黑5初始浓度的增加而降低。当H2O2投加量的增加达到200mg／L后,H2O2投加量的增加对活性黑5脱色效果的影响不显著。Fe／Mn／Al2O3／H2O2体系下,活性黑5在pH为2～9之间均有一定的脱色效果,活性黑5的脱色率随初始pH的增加而先增加后减少,其中在初始pH为3时脱色效果最佳。     

常压下Ca(Mn3-x Cux)Mn4 O12样品的制备及其导电机制的研究

钙钛矿结构CaCu3Mn4O12的传统制备方法是热压法（几万个大气压,1000℃）。人们发现它的居里点Tc=355K,磁电阻MR值比相同条件下的La0.6Y0.07Ca0.33MnO3大得多,并且从低温到高于居里点的温度范围内都存在较大的磁电阻值。另外,Ca(Mn3-xCux)Mn4O12（x=3)的饱和磁化场,在室温300K时,饱和磁化场仅为0．03T本实验中,在常压和1070K的条件下合成了Ca(Mn3-xCux)Mn4O12,从而大大简化了Ca(Mn3-xCux)Mn4O12的制备条件。关于该材料的导电机制,铁磁磁畴再取向饱和场与磁电阻饱和场相同,表明Ca(Mn3-xCux)Mn4O12的MR来源于磁畴间或颗粒间的隧道机制。     

TNT的O3/H2O2降解规律

利用自制装置,采用连续投加O3、H2O2的方式,研究了O。／H：O：对废水中TNT的降解规律。结果表明,与Oa作用相比,O3／H2O2工艺可显著提高TNT的降解率,还可避免中间产物的形成与积累;在试验研究条件下,H2O2：O3的最优摩尔比为1,最佳初始pH值在11左右,利用缓冲溶液可维持反应体系pH值的稳定,但不利于O3／H2O2功效的发挥,反应适合在常温下进行,尽量避开40℃左右;动力学特征分析表明,O／H2O2降解TNT偏离伪一级反应动力学规律。     

天祝褐煤腐殖酸对Mn（Ⅱ）吸附性能的研究

采用天祝褐煤中提取的腐殖酸对Mn（Ⅱ）进行吸附性能的研究,确定了Mn（Ⅱ）的吸附平衡时间、pH值及吸附速率方程,讨论了腐殖酸用量和Mn（Ⅱ）初始浓度与吸附率和吸附量的关系。     

C-S-H凝胶对Pb(Ⅱ)的吸附固化作用

以分析纯Ca(NO3)2·4H2O、Na2SiO3·9H2O、Pb(NO3)2为原料,通过溶液反应法,制备纯净的C-S-H凝胶和掺杂Pb的C-S-H凝胶,研究了C-S-H凝胶在形成过程中对Pb的吸附固化作用及掺杂Pb后C-S-H凝胶的结构变化.结果表明,可溶铅盐由2％增至6％时,C-S-H凝胶对Pb均有良好的吸附固化作用,俘获Pb总量增大.XRD图谱发现掺杂Pb的C-S-H凝胶,其主峰位置发生偏移,出现明显的Ca(OH)2衍射峰.红外测试表明含Pb C-S-H凝胶硅氧四面体的链接方式发生变化,Q2伸缩振动峰向低波数方向偏移,Q1伸缩振动峰吸收强度增加.     

多壁碳纳米管的氨表面改性及其臭氧催化降解草酸

采用水热方法制备了一系列用浓氨水改性的多壁碳纳米管催化剂,该催化剂的活性通过非均相催化臭氧化降解水溶液中的草酸来进行评价。降解过程符合零级反应动力学模型,且催化剂的表观动力学常数与其表面碱性基团数量以及零电位pH值（pHPZC）呈正相关。为此,可断定用浓氨在水热条件下处理多壁碳纳米管能明显提高催化臭氧降解草酸能力是因为提高了催化剂的表面碱性基团数量和pHPZC。