H3PW12O40/TiO2-SiO2光催化降解甲基红

采用溶胶-凝胶法制备TiO₂-SiO₂,用浸渍法将H₂PW₁₂O₄₀负载在TiO₂-SiO₂上,制得H₃PW₁₂O₄₀/TiO₂-SiO₂光催化剂。探究在模拟自然光条件下,光照时间、甲基红溶液初始浓度、催化剂用量和溶液pH对甲基红可见光催化降解的的影响。实验结果显示,在光照时间为15min.甲基红溶液初始浓度为15mg/L.催化剂用量为1.8g/L以及pH为2的优化条件下,甲基红的光降解率高达99.7%。光催化降解甲基红溶液为一级动力学反应。     

Mn3O4-MnOOH复合材料催化过硫酸氢钾降解罗丹明B

在碱性条件下，使用H₂O₂部分氧化Mn(OH)₂制备了Mn₃O₄-MnOOH复合材料，并将其作为过硫酸氢钾活化剂用于催化氧化降解水中难降解染料罗丹明B。采用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等多种手段表征了材料的物理化学性质，确定了其为内部Mn₃O₄、外部MnOOH的二元纳米片状核壳式结构。通过考察不同催化体系下罗丹明B的降解效果可得Mn₃O₄-MnOOH复合材料具有比单一锰氧化物更好的催化效能。在此基础上，进一步考察溶液初始pH、催化剂投加量、KHSO₅投加量、污染物浓度等因素对染料降解的影响，确定了适宜的反应条件，即pH为4，催化剂投加质量浓度为0.1 g/L,KHSO₅投加浓度为0.325 0 mmol/L，污染物初始质量浓度为50 mg/L，该条件下，反应30 min后，罗丹明B去除率...     

绿色合成纳米铁/铈催化剂联用过氧化氢降解甲氧苄啶的研究

以抗生素中常见的磺胺增效剂甲氧苄啶（TMP）为目标污染物、葡萄籽提取液合成纳米铁铈（Fe/Ce-NPs）为催化剂,采用非均相类芬顿体系对甲氧苄啶的降解进行研究。利用SEM、FT-IR、XRD和XPS等对合成的催化剂进行表征。同时考察了反应温度、H₂O₂浓度、催化剂投加量、TMP初始质量浓度和溶液初始pH对降解甲氧苄啶的影响。结果表明,在TMP初始质量浓度为30 mg/L、Fe/Ce-NPs质量浓度为0.27 g/L、H₂O₂浓度为0.6 mol/L、35℃和pH 4.0的条件下反应50 min时,TMP的去除率可达100%。伪一级和伪二阶动力学模型均能有效拟合该类芬顿法对TMP的降解过程,但伪二级拟合效果更优,表明该反应过程以化学反应为主,且Ce³⁺/Ce⁴⁺催化还原体系以及CeO₂的氧空位作用会促进Fe-NPs/H₂O₂降解TMP。     

Cu/Al2O3催化剂用于H2O2分解生成羟基自由基的效率

非均相Fenton催化反应是降解废水中有机污染物的有效方法。提高H₂O₂分解生成羟基自由基（·OH）的利用率是提升废水处理效率、降低成本的关键。使用溶胶-凝胶法制备了Cu/Al₂O₃催化剂,基于·OH的生成效率,通过单因素实验发现反应温度、反应溶液pH及H₂O₂初始浓度是决定H₂O₂利用率的主要因素。通过响应面法进行实验设计,分析响应面方程,考察了H₂O₂初始浓度、溶液pH及反应温度三个因素之间的交互作用及其对反应过程的影响。以H₂O₂利用率的最大化为目标优化反应条件,当H₂O₂初始浓度、溶液pH及反应温度分别为707 mg·L^-1、5.12及59.4℃时,H₂O₂利用率可高达0.57,与实验结果相对误差仅为3.5%。所得结果对降低废水处理成本、提高降解效率具有重要的指导作用。     

非均相类Fenton法降解硝基苯化工废水的效能及其机制

以实验室制备的3A-Fe型分子筛为催化剂,并利用扫描电镜、能谱分析和XRD技术对催化剂进行了表征。在3A-Fe型分子筛与H₂O₂构建的非均相类Fenton催化体系内对硝基苯的降解效能和机制进行了研究,讨论了体系pH值、H₂O₂的投加量、催化剂投加量、硝基苯废水浓度对硝基苯降解率和反应速率的影响,并初步揭示了硝基苯的降解机理。结果表明：3A-Fe分子筛作为催化剂的类Fenton反应,在pH值2～10之间都具有较好的处理效果;类Fenton体系氧化降解反应过程是一种非均相的界面微观反应;3A-Fe类Fenton催化剂性能优越,对硝基苯废水中硝基苯的去除率为94.1%,COD_Cr和TOC的去除率分别为78.6%和60.5%。     

Plackett-Burman法筛选电-Fenton降解水中盐酸四环素的主要因素

以RuO₂-TiO₂/Ti为阳极，石墨为阴极，构建电-Fenton体系氧化降解水中盐酸四环素(TC),分别考察溶液初始pH、温度、H₂O₂投加量等因素对TC降解效果的影响及作用机理，并引入Plackett-Burman法筛选影响电-Fenton降解TC的显著单因素。结果表明：当TC浓度为100μmol/L时，各单因素试验的最佳条件为pH=3、温度为30℃、H₂O₂投加量为10 mmol/L、电流强度为0.5 A、H₂O₂/Fe²⁺摩尔比为16:1、电解质浓度为0.1 mol/L、极板间距为2.5 cm,其中溶液初始pH、电流强度与电解质浓度为该电-Fenton氧化体系下降解TC的显著单因素。     

AgBr/Zn3(OH)2V2O7·2H2O可见光催化降解亚甲基蓝溶液

采用水热和沉淀两步合成法制备AgBr/Zn₃(OH)₂V₂O₇·2H₂O催化剂,研究其在可见光下降解亚甲基蓝溶液的性能,并考察催化剂用量、亚甲基蓝溶液初始浓度、pH值以及盐浓度对光催化性能的影响,评价AgBr/Zn₃(OH)₂V₂O₇·2H₂O催化剂的重复使用性能。结果表明,在前驱液pH为10、120 ℃水热10 h、Ag与Br物质的量比为0.20条件下制备的复合催化剂在可见光下反应120 min后,1.0 g·L^-1的催化剂对10 mg·L^-1的亚甲基蓝溶液脱色率达到85.2%。NaCl对亚甲基蓝的降解起抑制作用,Na₂SO₄对亚甲基蓝的降解起促进作用。催化剂重复使用4次后,光照120 min后的亚甲基蓝溶液脱色率可达66.4%。催化剂对不同初始浓度亚甲基蓝溶液的光催化降解符合一级动力学模型。     

复合催化剂ZnFe2O4/FeVO4的制备及光催化性能

为了降解污水中的有机染料,对复合催化剂ZnFe₂O₄/FeVO₄光降解有机染料进行了研究,以促进水中生物的健康生长和整个生态系统的平衡。通过聚乙烯吡咯烷酮(PVP)辅助水热法制备出了ZnFe₂O₄,通过水热法制得了FeVO₄,并按照ZnFe₂O₄和FeVO₄不同质量比合成了复合催化剂ZnFe₂O₄/FeVO₄。以甲基橙为降解染料,在相同条件下对ZnFe₂O₄、FeVO₄和复合催化剂ZnFe₂O₄/FeVO₄进行活性对比实验,结果表明,所合成的复合催化剂ZnFe₂O₄/FeVO₄是一种高效率催化剂。通过扫描电子显微镜(SEM)分析,可以看出ZnFe₂O₄和FeVO₄复合在了一起。在加入H₂O₂的条件下反应20 min,ZnFe₂O₄和FeVO₄对甲基橙的降解率分别为15%和25%,而复合催化剂ZnFe₂O₄/FeVO₄对甲基橙的降解率可以达到75%。此外,以ZnFe₂O₄/FeVO₄为样品考察了催化剂用量、H₂O₂浓度和pH值对催化活性的影响,结果表明,ZnFe₂O₄/FeVO₄样品的最佳催化条件为:溶液pH=5.0、H₂O₂浓度为0.044 mol/L、催化剂用量为1.0 g/L。     

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Fe₃O₄(记为Fe₃O₄-PR),并将其作为催化剂催化H₂O₂降解活性艳红X-3B。考察了Fe₃O₄-PR的催化活性和稳定性,溶液pH、H₂O₂投加量和Fe₃O₄-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Fe₃O₄-PR。性能测试表明,Fe₃O₄-PR具有良好的催化活性和稳定性。在pH=3、H₂O₂投加量为3.0 mmol/L及Fe₃O₄-PR投加量为1.0 g/L的条件下,活性艳...     

盐助溶液燃烧法制备MnFe2O4催化过一硫酸盐降解双酚A

采用盐助溶液燃烧法制备磁性铁酸锰（MnFe₂O₄）,催化过一硫酸氢盐（PMS）氧化降解水溶液中的双酚A。通过XRD、BET等手段对制备的铁酸锰催化剂进行了表征。探究了MnFe₂O₄投加量、PMS投加量、溶液初始pH、淬灭剂、共存离子等因素对双酚A降解效果的影响,评估了MnFe₂O₄催化剂的循环利用性能。结果表明,MnFe₂O₄和PMS的最合理投加量分别为 0.3 g/L、0.3 mmol/L,初始pH为11.0时双酚A降解效果最好,60 min内的降解率可达99.3%。淬灭实验表明,催化体系中同时存在多种活性物质,¹O₂是主要活性物种。溶液中Cl^-、HCO₃^-和HPO₄^2-等共存离子的存在影响双酚A的降解。双酚A在60 min内的TOC去除率为34.9%,苯环断裂和开环反应是其主要降解路径。MnFe₂O₄催化剂循环使用三次后,双酚A的降解率仍保持在90.0%左右。     

菌渣生物炭负载四氧化三铁催化降解罗丹明B

考虑到催化剂载体的高成本，寻求廉价的载体制备方案合成催化剂具有重要意义。通过热解青霉素菌渣制备多孔生物炭载体，以共沉淀法负载四氧化三铁，合成催化剂Fe₃O₄@PRBC。通过SEM、XRD、FT-IR和孔隙结构分析对催化剂进行表征，并以罗丹明B(Rh B)为目标降解污染物，考察了不同体系、催化剂用量、双氧水用量、溶液pH和RhB浓度对处理效果的影响。结果显示，四氧化三铁成功负载于生物炭上，Fe₃O₄@PRBC表面呈粗糙多孔状，比表面积达到1 210.54 m²/g。其中H₂O₂/Fe₃O₄@PRBC体系表现出突出的催化性能，当Fe₃O₄@PRBC用量为0.8 g/L、双氧水用量为30 mmol/L时、在pH=3～11时，Rh B的降解率均超过90%。催化循环4次，降解率仍能达到90%。自由基淬灭实验显示，催化降解Rh B的主要活性物质为·OH和·O<...     

过硫酸盐协同g-C3N4光催化降解酮洛芬的研究

以尿素为原料,采用热聚合法合成光催化剂石墨相氮化碳(g-C₃N₄),并研究其光催化剂性能。通过X射线衍射仪(XRD)、自带能谱分析的扫描电镜(SEM-EDS)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TG/DTG)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis DRS)等对光催化剂的结构、形貌、表面官能团、热稳定和光学性能进行表征分析。考察了g-C₃N₄的合成温度、g-C₃N₄质量浓度、过硫酸钠(SPS)质量浓度、酮洛芬(KTP)初始质量浓度、溶液初始pH、降解时间及催化剂循环使用次数等因素对光催化降解KTP的影响。结果表明,500℃合成的g-C₃N₄呈片状多孔纳米结构,具有最佳的光催化性能;在光照功率为35 W、pH为9、SPS初始质量浓度为1.20 g/L、g-C₃N₄质量浓度为1.00 g/L、降解时间为150 min时,初始质量浓度为2 mg/L的KTP的降解率为96...     

UV/Fe0/H2O2降解乙苯气体的工艺研究

以零价铁(Fe⁰)代替Fe²⁺作Fenton试剂催化剂,考察H₂O₂浓度、[H₂O₂]/[Fe⁰]摩尔比和pH值对UV/Fe⁰/H₂O₂技术降解乙苯气体的影响,分析了反应过程中H₂O₂和铁物质的浓度变化,通过GC-MS检测不同时间段的液体中间产物。结果表明,以48μm工业级Fe⁰作催化剂,在H₂O₂浓度为100 mmol/L、[H₂O₂]/[Fe⁰]摩尔比为40和pH值为3的优化条件下,UV₃₆₅/Fe⁰/H₂O₂体系中乙苯气体降解率在45 min内达到67.5%。检测到不同时间段的液体中间产物,如甲苯、苯乙醇...     

新型酞菁催化剂的制备及降解染料性能

大规模降解中性条件下的染料废水是染料废水处理的难点之一。设计、制备了新型羟基取代酞菁钴（CoTHPc）催化剂,对结构进行了表征。使用Siesta软件模拟了CoTHPc与酸性红G（AR1）结合的能量变化,并以氨基酞菁钴（CoTAPc）为参照。结果表明：中性条件下CoTHPc对AR1的吸附能力优于CoTAPc,CoTAPc与AR1的结合能力在氢氧根离子协助下大幅提升。研究了不同pH、温度、氧化剂浓度、自由基抑制剂等条件对CoTHPc/H₂O₂体系性能的影响。实验结果显示：CoTHPc最佳催化条件为pH=7.0、T=343 K、20 mmol/（L H₂O₂）,CoTAPc最佳催化条件为pH=10、T=354 K、50 mmol/（L H₂O₂）,与计算结果相符。CoTHPc/H₂O₂为非羟基自由基催化机理。综上所述：CoTHPc/H₂O₂催化体系能够在中性条件下发挥催化功能,对降解成分复杂的印染废水具有较好的应用前景。     

α-FeO(OH)微球在光催化降解甲基橙中的应用

α-FeO(OH)在光催化降解偶氮染料方面已突显出其独特的优势。采用水热法制备α-FeO(OH)微球,并以此为催化剂,以甲基橙为目标降解物,考察α-FeO(OH)微球对甲基橙的吸附作用及α-FeO(OH)/H₂O₂/Vis体系对甲基橙的降解,探讨在α-FeO(OH)/H₂O₂/Vis体系中催化降解甲基橙的机理。采用XRD和SEM对催化剂进行表征,研究pH和H₂O₂浓度对催化性能的影响。结果表明,pH为6.5和H₂O₂浓度为1.2 mol·L^-1时,催化效果最佳,α-FeO(OH)微球和工业级α-FeO(OH)对甲基橙降解率分别为94.3%和28.6%,制备的α-FeO(OH)微球的催化效果明显优于工业级α-FeO(OH),α-FeO(OH)的性质与其结构和形貌关系较大。     

不同高级氧化技术降解邻苯二甲酸二甲酯的对比研究

以邻苯二甲酸二甲酯(DMP)为目标污染物,研究了3种高级氧化技术(O₃氧化、UV/H₂O₂、Fenton法)对水中DMP的去除效果,采用单因素研究法考察DMP降解的影响因素,采用响应面分析法优化以寻得每种工艺的最佳工艺条件,并对3种处理技术的最佳去除效果及经济成本进行了对比分析。结果表明,对初始浓度为50 mg/L的DMP, O₃氧化法反应的最佳条件为：O₃浓度15 mg/L、pH值9;UV/H₂O₂反应的最佳条件为：UV功率300 W、H₂O₂投加量为180 mg/L、pH值为5;Fenton法最佳条件为Fe₂SO₄浓度60 mg/L,pH值为3,H₂O₂投加量为180 mg/L。响应面优化分析得出3种高级氧化技术对DMP的降解效果依次为：UV/H₂O₂>...     

稻壳白炭黑负载Fe2O3的气相芬顿反应NO预氧化

以稻壳为硅源,采用直接煅烧法制备白炭黑,以其为载体,采用共浸渍法制备Fe₂O₃/SiO₂催化剂;并采用同样方法以商用二氧化硅为载体制备Fe₂O₃/C-SiO₂催化剂,将二者用于催化H₂O₂预氧化NO的实验。探究不同工况（负载量、催化温度、H₂O₂汽化温度、H₂O₂流量和水汽浓度）对NO预氧化的影响,并对催化剂进行表征,分析其物理化学性质对催化性能的影响。结果表明,在负载量为50%、催化温度为140℃、H₂O₂汽化温度为120℃、H₂O₂流量为2.5mL/h时,达到最佳工况,NO氧化度能达到73%;在相同实验条件下Fe₂O₃/SiO₂催化剂的预氧化效果要比Fe₂O₃/C-SiO₂催化剂高20%左右。TPR结果表明载体可以降低活性组分的还原温度,减少活性组分的团聚;催化剂的晶相结构稳定,机械强度及热稳定性良好;ESR和XPS结果显示Fe₂O₃/SiO₂催化剂的催化性能优于Fe₂O₃/C-SiO₂催化剂,能够更好地催化分解H₂O₂产生·OH。     

表面改性铁刨花活化过硫酸盐降解水体中的对硝基苯酚

以机加工废料铁刨花为原料,采用盐溶液吸氧腐蚀的绿色制备方法,在铁刨花表面原位合成γ-FeOOH层,并用X射线衍射(XRD)对其物象进行表征。以对硝基苯酚(4-NP)为目标污染物,研究γ-FeOOH@Fe复合材料活化过硫酸钾(K₂S₂O₈)降解污染物的性能。结果表明,γ-FeOOH@Fe复合材料活化K₂S₂O₈降解4-NP的效率明显优于单纯的铁刨花,在室温条件下,当pH值为7.0、4-NP初始质量浓度为10 mg/L、K₂S₂O₈质量浓度为40 mg/L、γ-FeOOH@Fe投加量为2 g/L时,反应24 min后,4-NP降解率达到92.3%;水中无机阴离子H₂PO₄-和HCO₃^-对γ-FeOOH@Fe活化K₂S₂O₈降解4-NP表现出不同...     

CuCe氧化物催化剂的制备及CWPO降解双酚A废水研究

为解决Fenton法存在活性组分流失及通常在pH 2～3条件下运行的局限性,采用柠檬酸络合法制备了CuCe氧化物催化剂,建立了双酚A非均相催化湿式过氧化氢氧化（CWPO）反应体系。考察了焙烧温度、Cu/Ce摩尔比、H₂O₂用量、双酚A初始浓度和pH对催化剂物化结构和CWPO性能的影响。并分析了可能的降解路径。结果表明：催化剂具有良好的高温稳定性和pH适应性,在pH 1.6～7.9范围内对双酚A都具有较高的降解性能,不需要调节pH。在焙烧温度450℃、Cu/Ce摩尔比1.0、催化剂用量1 g·L^-1、H₂O₂用量196 mmol·L^-1、BPA浓度152 mg·L^-1、pH 6.6、反应温度75℃、反应95 min后,BPA和TOC去除率分别为91.8%和84.5%,Cu²⁺析出浓度为19.3 mg·L^-1。推测了双酚A可能的降解路径。     

铁掺杂二氧化钛光催化降解硝基苯的动力学研究

采用水热法制备了锐钛矿型铁掺杂TiO2光催化剂,以分析初始浓度、催化剂用量、TiO2的掺铁量、溶液的pH值对光催化速率的影响为基础,研究了铁掺杂二氧化钛催化硝基苯动力学行为.结果表明:可见光照射下,硝基苯溶液初始浓度为50 mg/L、TiO2掺铁量为0.05％(物质的量分数)、催化剂用量为1.2 g/L,溶液pH为3、室温下光照反应2.5h,硝基苯的降解率和反应速率常数k达到最大值.光催化反应符合Langmuir-Hinshelwood动力学规律,硝基苯的降解过程表现为一级反应,k为0.0028 min-1.