Fe2+/H2O2体系降解MB机制及影响因素研究

以亚甲基蓝（MB）作为目标污染物，实验研究了Fe²⁺/H₂O₂体系降解MB的活性物质，明确了主要反应条件对MB降解的影响特性。结果表明：HO₂?没有直接降解MB的能力；Fe²⁺/H₂O₂体系对MB的降解能力主要来自于?OH；Fe²⁺/H₂O₂体系降解MB可分为快速反应阶段和匀速反应阶段。快速反应阶段的MB降解率随温度升高而下降。体系对MB降解能力随H₂O₂初始浓度增加呈现先升高后减弱的趋势，本实验条件下，最佳H₂O₂初始浓度为5 mmol·L^-1。体系对MB降解能力随Fe²⁺初始浓度的增加而单调增加。MB降解速率随MB初始浓度的增加而增加，但MB降解率随其初始浓度呈现先增大后减小的趋势。保证?OH生成速率及其有效利用是提高体系氧化能力及H₂O₂利用率的关键。     

电芬顿降解抗生素废水研究进展

电芬顿技术因其对污染物降解率高而受到关注，可用于降解含抗生素废水，但仍然存在很多不足之处。研究人员从选择或制备成本适宜、性能良好的阳极，增加阴极比表面积和提高H₂O₂产量，拓宽反应的p H范围，探究不同污染物的最适电解质，制备或添加助催化剂促进Fe²⁺再生，调节运行方式减少H₂O₂无效分解、降低电能消耗、使电芬顿技术与微生物处理联合应用降低成本等方面进行了改进，为实际应用于含抗生素废水的处理提供了参考。     

Cu2+和Co2+促进芬顿氧化处理垃圾渗滤液的研究

通过在传统芬顿体系中加入Cu²⁺、Co²⁺,研究Cu²⁺/Co²⁺/Fe²⁺/H₂O₂、Cu²⁺/Fe²⁺/H₂O₂、Co²⁺/Fe²⁺/H₂O₂和Fe²⁺/H₂O₂四种芬顿体系对垃圾渗滤液的处理效果,发现当初始pH分别为2、3、4、5、6时,各体系去除CODCr的效果排序为Cu²⁺/Co²⁺/Fe²⁺/H₂O₂>Cu²⁺/Fe²⁺/H₂O₂>Co²⁺/Fe^2...     

硼/Fe0/H2O2体系对高盐废水中有机污染物的去除

传统Fenton氧化法对高盐废水中有机污染物的处理效果不理想。为提高高盐废水中有机污染物的处理效果，在传统Fenton法基础上选用廉价、安全易得的Fe⁰代替Fe²⁺参与反应，并创新性地加入硼(B)作为还原剂，以促进Fenton体系对高盐废水中有机污染物(柠檬黄)的降解。结果表明，B/Fe⁰/H₂O₂体系对高盐废水中柠檬黄有着很好的去除效果，在盐(Na₂SO₄)浓度为0.2 mol/L、反应60 min时，柠檬黄的最终降解率达到100%,B、Fe⁰以及H₂O₂的最佳投加量分别为0.2 g/L、0.02 g/L和1 mmol/L。B/Fe⁰/H₂O₂体系对盐(Na₂SO₄)浓度在0～0.4 mol/L的废水都有着很好的柠檬黄降解率，且在废水中含有其他不同阴离子组合时...     

响应曲面法优化感应电芬顿处理活性红X-3B废水

以石墨板为阳极、海绵状多孔金属泡沫镍(NF)为阴极、Fe板为感应电极,构建在线产生两种芬顿试剂(Fe²⁺/H₂O₂)的感应电芬顿体系,并采用响应曲面法考察其处理偶氮染料活性红X-3B的脱色能力。电催化产H₂O₂实验、产Fe²⁺实验、产·OH实验以及羟基自由基清除实验结果表明,本实验成功构建了在线产生两种芬顿试剂(Fe²⁺/H₂O₂)的感应电芬顿体系,并且活性红X-3B主要通过感应电芬顿体系中的所生成的·OH进行降解。感应电芬顿各因素显著性由大到小顺序为：反应时间、初始pH、电流密度、曝气速率。数学模型回归性较好;在初始pH=3.30、反应时间为124.50min、电流密度为31.5mA·cm^-2、曝气速率为2.15L·min^-1时,模型预测的脱色率为99.37%,与实际值仅相差0.92%。     

印染化工废水光催化氧化深度处理试验

芬顿氧化法因其具有较好的有机物降解效果已应用于许多大规模的污水深度处理工程中,近年来发展出以紫外光(UV)/H₂O₂等方法为代表的类芬顿技术,其基本原理与使用方法均与芬顿技术类似,但光芬顿所需的Fe²⁺浓度更低,反应不需要很低的pH,运行更加高效、安全和简单。文章通过构建光芬顿反应体系,搭建光芬顿反应装置,以H₂O₂投加量、亚铁盐投加量、反应pH、光源为反应条件参数,以COD_&去除效果为降解性能指标,优化降解反应过程中的工艺参数,验证了光芬顿体系对废水COD_Cr的去除机理,确定了光芬顿体系的最优反应条件,并研究了降解规律,分析了经济成本,提出了光芬顿体系对印染化工废水深度处理的应用建议。试验中最优反应条件如下:pH值为6,H₂O₂投加量为400 mg/L,Fe²⁺投加量为21.0 mg/L。该条件下,经过光芬顿处理,可将二沉池出水的COD_&     

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...     

电芬顿-臭氧一体化工艺处理船舶生活污水

高级氧化技术是一种新型、绿色的水处理工艺,通过各种强化技术更快、更多地产生具有强氧化性的羟基自由基,使其与废水中的有机物发生链式反应,从而将废水中的有机物快速高效降解为无害的无机盐。采用两种典型的高级氧化技术：电芬顿和臭氧,一体化处理船舶生活污水,研究结果表明：在电流密度20 mA/cm²,芬顿试剂n（H₂O₂）：n（Fe²⁺）=3：1,C（Fe²⁺）为0.01 mol/L,氧气速率2 L/min,臭氧投加量6 g/L时,电芬顿-臭氧一体化装置能有效降解船舶生活污水中的污染物,当处理时间为120 min时,对COD去除率可达86.4%。     

UV-Fenton工艺的研究进展及其在水环境微污染处理领域的应用

近年来，水环境中的新型难降解污染物受到广泛关注，催生了该领域大量降解、还原及吸附等处理技术的相关研究，尤其是基于强氧化性自由基的高级氧化法(AOPs),典型工艺就是Fenton法。但在传统Fenton氧化体系中，H₂O₂的利用效率较低，铁泥产量高，且pH限制范围较窄，影响了Fenton反应的整体降解效果及应用。因此，引入了紫外光以提高H₂O₂的分解效率，即UV-Fenton体系，较传统Fenton可以有效减少Fe²⁺用量，促进Fe³⁺向Fe²⁺的转化，加速H₂O₂分解，并提高H₂O₂利用率，进而使有机物矿化更彻底。文章详细对比了传统Fenton与UV-Fenton工艺，介绍UV-Fenton工艺的反应原理，并讨论其影响因素(例如光照强度、Fe²⁺和H₂O₂用量等),同时，文章总结了U...     

电芬顿工艺对垃圾渗滤液纳滤浓缩液的处理性能研究

本研究采用电芬顿工艺处理垃圾渗滤液纳滤浓缩液,系统考察电流密度、n(H₂O₂):n(Fe²⁺)、pH等工艺参数对渗滤液纳滤浓缩液COD的去除性能,运用响应曲面法推算最优工艺条件。结果表明,电芬顿处理渗滤液纳滤浓缩液的最优工艺参数反应时间为2h,电流密度为6.471 mA/cm²,n(H₂O₂):n(Fe²⁺)为12,pH为3.78,COD去除率可达到80.7%。     

碳毡电极用于电芬顿脱色性能及机理研究

为了探究CF电极在电芬顿脱色中的应用性能及机理，通过对阴极材料的对比，建立了以碳毡为阴极的电芬顿降解体系，探讨了不同操作参数如废液pH、O₂流量、电压、Fe²⁺浓度等因素对活性红195染料废水的脱色率、COD去除率的影响。根据实验结果，采用碳毡做阴极，Fe²⁺浓度为20 mg/L,pH为3、O₂流量60 mL/min、电压3 V条件下，反应3 h染料几乎完全脱色，COD去除率可达73.31%；利用猝灭实验初步探讨了染料降解的主要机制，·OH的生成及其强氧化作用是染料降解的主要因素；利用UV-Vis及GC-MS对染料降解机理进行了分析，发现反应前30 min降解速度最快；电极稳定性实验及扫描电子显微镜(SEM)形貌分析证明了碳毡阴极具有良好的电化学稳定性。     

抗坏血酸对Fe2+/H2O2体系氧化NO的促进作用

采用实验方法研究了低成本环境友好型添加剂抗坏血酸(AA)对Fe²⁺/H₂O₂体系氧化NO气体及其对体系内H₂O₂分解的影响,分析了AA对体系氧化NO能力及H₂O₂分解的影响机制。研究结果表明:AA通过加速Fe³⁺向Fe²⁺的转化而促进Fe²⁺/H₂O₂体系对NO的氧化。[AA]₀:[Fe²⁺]₀对体系氧化NO的能力及H₂O₂的分解具有重要影响。综合考虑NO氧化脱除量及H₂O₂消耗量,合理的[AA]₀:[Fe²⁺]₀为1/3~1/2。AA的分次添加方式可大幅度提升体系氧化NO气体的能力。研究结果可望为发展基于H₂O₂为氧化剂的烟气NO绿色氧化技术提供理论基础。     

Fe2+/H2O2体系O2生成路径

掌握Fe²⁺/H₂O₂体系O₂的生成路径,可为避免H₂O₂无效分解,开发经济高效的Fe²⁺/H₂O₂体系利用技术指明方向。采用添加自由基捕获剂的方法,探究Fe²⁺/H₂O₂体系内各种自由基对O₂生成速率的影响,进而确定O₂的生成路径。结果表明:Fe²⁺/H₂O₂体系内不会产生大量O₂^-·,O₂^-·不是生成O₂的主要反应物质;O₂^-·被全部捕获后,体系中仍产生大量O₂^-·,但此时无O₂生成,证明生成O₂的反应由·OH和HO₂·两种自由基直接参与。分析认为反应·OH+HO₂·-H₂O+O₂是体系内O₂生成的主要路径。控制Fe²⁺/H₂O₂体系定向生成·OH,抑制HO₂·的产生,是提高Fe²⁺/H₂O₂体系中H₂O₂利用率的有效手段。     

生物炭与微量铁共催化降解水中磺胺二甲基嘧啶

采用生物炭(BC)与微量溶解态Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)共同催化芬顿反应降解水中磺胺二甲基嘧啶(SMZ),目的在于加速污染物降解的同时控制含铁污泥的产生。结果表明,当初始pH 3.0时,BC(1.0 g·L^-1)与微量Fe(Ⅱ)(1.0 mg·L^-1)构成的复合芬顿体系中SMZ的降解速率常数(k_obs)分别是BC+H₂O₂和Fe(Ⅱ)+H₂O₂体系的20.0倍和14.1倍;且在Fe(Ⅱ)剂量低至0.3 mg·L^-1时,BC+Fe(Ⅱ)+H₂O₂体系仍能在120 min内使SMZ接近完全转化。由于生物炭对Fe(Ⅲ)的还原,采用微量Fe(Ⅲ)代替Fe(Ⅱ)后复合体系中SMZ仍保持相当高的降解速率。通过测定·OH累计产量和H₂O₂消耗量,表明复合体系中生物炭可以催化H₂O₂分解、而微量Fe(Ⅱ...     

H2O2改性稻杆作为Pb2+吸附剂的工艺优化

H₂O₂改性稻杆作为Pb²⁺吸附剂,具有改性工艺环保、简单、成本低,以及对Pb²⁺吸附率高等特点,是一种优良的改性剂。优化改性工艺,制备优良吸附性能的H₂O₂改性稻杆具有较强的实用价值。详细探讨了改性工艺的影响因素如pH值、H₂O₂用量、Fe²⁺/H₂O₂物质的量之比、改性温度、改性时间、稻杆颗粒度和稻杆用量等对改性效果的影响,在单因素实验的基础上,通过正交实验和对比实验对改性工艺进行了进一步优化。得出最适宜的改性工艺为：在100 mL的溶液中,不加FeSO₄的情况下,稻杆用量为3 g,改性pH值为8,H₂O₂用量为稻秆用量的30%,稻杆颗粒度为40目,改性温度为20℃,改性时间为4 h。用2 g H₂O₂改性稻秆处理100 mL 200 mg/L的Pb²⁺废水时,对Pb²⁺的吸附率为94.45%,吸附容量为9.445 mg/g,表明H₂O₂改性稻秆具有优良的吸附性能。     

添加剂改性Fenton体系中Fe2+再生过程及机制的对比

Fe²⁺的再生直接决定Fenton体系产生的能力。选取羟胺、对苯二酚、对苯醌、亚硫酸钠4种典型添加剂,通过分析不同改性Fenton体系中Fe²⁺浓度、H₂O₂浓度、氧化还原电极电位（ORP）,揭示了Fe²⁺再生机制的差异,并进一步分析了不同添加剂与体系中H₂O₂及·OH的反应情况。结果表明：NH₂OH能快速使Fe²⁺再生,但伴随其消耗,Fe²⁺浓度不断降低。对苯二酚、对苯醌具有相似效果,两者均可大大强化Fe²⁺的再生。与NH₂OH不同,两者在体系中可迅速建立醌循环,持续还原Fe³⁺,且以两种物质或其组合均可建立循环。与上述机理均不同,Na₂SO₃会先与·OH及H₂O₂反应,因而不能有效还原Fe³⁺。实验还发现添加剂均存在与·OH的反应,其中Na₂SO₃还会消耗H₂O₂。     

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。     

Fe0类Fenton氧化处理农药中间体废水

通过单因素实验探究了Fe⁰类Fenton氧化处理农药中间体废水过程中的最适Fe⁰和H₂O₂投加量、初始pH值和最佳处理时间，研究了处理后出水BOD₅/COD_Cr(B/C)值、体系中亚铁和总铁含量以及·OH的变化规律。结果表明Fe⁰类Fenton体系中，最适Fe⁰投加量为6.59 g/L,H₂O₂投加量为3.33 g/L,初始pH=3,处理时间为50 min, COD_Cr去除率达到42.50%。相比于传统Fenton体系，Fe⁰类Fenton体系COD_Cr 去除率提高了约17%,出水B/C值达到0.34,加速了·OH的产生，H₂O₂添加量明显减少，铁的利用效率得到提高，可以有效减少含铁污泥的生成。     

宽pH条件下Mn3O4/ACF复合阴极类电芬顿体系降解亚甲基蓝

用电化学方法将Mn₃O₄负载于活性炭纤维（activated carbon fiber,ACF）表面制备了Mn₃O₄/ACF复合阴极,与铂丝阳极构成了异相类电芬顿体系对模型污染物亚甲基蓝（MB）进行降解,考察了该体系在不同pH条件下对MB去除率,并对体系中的活性氧物种进行了检测,初步探讨了降解机理。实验结果表明,在pH 3.0、pH 5.0和pH 7.0时亚甲基蓝脱色率分别达到97.3%、99.9%、99.8%,pH5.0时TOC去除率达到88.6%,pH 7.0和pH 3.0时也分别达到了80.4%和73.4%,拓宽了电芬顿反应的适宜pH范围。体系中活性氧物种的检测结果表明,氧在阴极电还原产生H₂O₂,并与Mn₃O₄反应生成羟基自由基·OH,同时,氧的一电子还原产物超氧自由基O₂·^-也对阴极表面污染物的脱色有重要贡献。     

Fe2+/H2O2体系内各种自由基在氧化NO中的作用

Fe²⁺/H₂O₂体系可分解产生多种氧化性自由基, 主要包括O₂^-·、·OH和HO₂·。本文实验研究了O₂^-·、·OH及HO₂·在Fe²⁺/H₂O₂体系氧化NO气体过程中的作用。结果表明:在本实验条件下, O₂^-·对NO气体的氧化作用不明显;·OH及HO₂·是该体系氧化NO气体的主要活性物质, 其中·OH的氧化作用更大。加快自由基的生成速率可以增强Fe²⁺/H₂O₂体系对NO气体的氧化能力, 但O₂的生成速率同时加快。只有少量·OH及HO₂·参与NO的氧化, ·OH与HO₂·之间的快速反应是Fe²⁺/H₂O₂体系氧化NO过程中H₂O₂利用率低的主要原因。