活化过硫酸盐杀灭水中大肠杆菌

通过亚铁离子(Fe~(2+))活化过硫酸氢钾(PMS)产生硫酸根自由基(SO_4~-·),从而杀灭水中大肠杆菌。分析未活化的PMS、亚铁离子浓度、初始pH值、络合剂种类及浓度等因素对系统杀灭水中大肠杆菌效果的影响,并简要分析其杀菌机理。结果表明,未活化的PMS对水中大肠杆菌的杀灭能力有限,当PMS浓度为1 mmol/L时,对大肠杆菌的对数去除率仅为1. 4-lg;加入适量亚铁离子能显著提高杀灭效果,当PMS和Fe~(2+)的浓度均为0. 3 mmol/L时,对大肠杆菌的对数去除率达到6. 3-lg,而亚铁离子过量时则产生抑制效果;系统初始pH值对大肠杆菌的杀灭效果有显著影响,对数去除率随着pH值的升高而降低;在PMS/Fe~(2+)体系中加入柠檬酸及EDTA均可产生抑制效果,加入适量焦磷酸钾则具有促进作用。硫酸根自由基首先破坏细胞结构,使细胞膜破裂,进而对其内容物进行氧化破坏,导致细胞死亡。     

蛭石微细粉的特性及其吸附亚甲基蓝的研究

为了探明天然蛭石对于有机阳离子染料的吸附特性,本文系统表征了气流粉粹得到的蛭石微细粉的物相组成、粒度分布、孔径分布、比表面积、Zeta电位;研究了在不同pH值、固液比、时间、亚甲基蓝浓度条件下蛭石微细粉对亚甲基蓝的吸附量和去除率.结果表明,该蛭石微细粉的主要矿物相为蛭石,含有少量的云母,平均粒径为21.65μm,比表面积为12.63m^2/g,表面呈负电荷.在pH值呈中碱性时蛭石对亚甲基蓝的吸附量最大.在固液比为3g/L、浓度为50mg/L、吸附时间为8h的条件下,蛭石对亚甲基蓝浓度的吸附量为16.42mg/g,去除率达到98.54％.     

Fe_2O_3/SnO_2催化剂的制备及其光催化降解亚甲基蓝

采用溶胶-凝胶法制备不同Fe_2O_3含量的Fe_2O_3/SnO_2复合催化剂,分析其组成和性质,以亚甲基蓝溶液为染料模型,研究催化剂的光催化降解性能及最佳降解条件。结果表明,Fe_2O_3和SnO_2得到良好的复合,当Fe_2O_3含量为10%时,Fe_2O_3/SnO_2具有良好的催化活性,且降解的最佳条件为添加0.3 mL/L H2O2,pH为7,催化剂用量为15 mg,染料浓度为5 mg/l时,用300 W汞灯照射2 h,亚甲基蓝的降解率最大。     

多金属氧化物催化臭氧氧化处理苯酚废水的研究

自制3种多金属氧化物负载催化剂,即MnO-CuO-FeO/活性炭、MnO-CuO-FeO/Al_2O_3、MnO-CuO-CeO/Al_2O_3,用于催化臭氧氧化处理苯酚废水,对其影响因素进行了研究,并与单独臭氧氧化工艺进行对比。结果表明,在pH值为9. 53、臭氧投加量为14. 8 mg/L、催化剂投加量为7. 5 g/L的条件下,MnO-CuO-FeO/活性炭催化剂催化臭氧氧化工艺对苯酚的去除效果最佳,去除率高达94. 8%,COD去除率为53. 4%,连续使用6次后,苯酚去除率仍可达到81. 6%。通过加入羟基自由基抑制剂叔丁醇的试验可知,羟基自由基对苯酚的降解起主要作用。     

GAC负载钴氧化物活化过一硫酸盐高效降解甲基橙

针对废水处理中金属氧化物粉末催化剂难以有效分离回收及稳定性较差的问题,采用颗粒活性炭（GAC）为载体,通过浸渍-煅烧的方法将钴氧化物负载到颗粒活性炭（Co@GAC）,实现过一硫酸盐（PMS）的高效活化。通过扫描电镜（SEM）等手段表征了不同煅烧温度下制备的Co@GAC的形貌和结构,并以甲基橙为目标污染物,考察了不同煅烧温度对Co@GAC催化性能的影响。还考察了初始pH、甲基橙浓度、PMS含量、Co@GAC投加量等因素对甲基橙降解效果的影响。结果表明,在煅烧温度为500℃条件下得到的Co@GAC,在初始pH为7.0、甲基橙浓度为20 mg/L、PMS浓度为0.1 mmol/L、Co@GAC投加量为1 g/L时,反应25 min后对甲基橙的降解率达到97.1%。自由基淬灭实验结果表明,Co@GAC/PMS体系中产生的硫酸根自由基(SO₄^·-)在降解甲基橙的过程中起主要作用,而羟基自由基（·OH）的贡献相对较小。另外,重复实验结果表明,Co@GAC的催化性能稳定性较好,能够实现多次重复使用,在水处理领域具有较大的应用潜力。     

零价铁降解水中聚乙烯醇的试验研究

针对含有高浓度聚乙烯醇(PVA)的印染退浆废水可生化性差的问题,采用零价铁(ZVI)降解PVA,研究了ZVI投加量、初始pH值、反应温度、DO浓度等因素的影响,采用加入羟基自由基屏蔽剂的间接方法和电子自旋共振波谱检测羟基自由基的直接方法探究了反应机理,并分析了ZVI降解PVA的反应动力学。结果表明,增加ZVI投加量、降低溶液初始pH值、升高反应温度、增加DO浓度能够提高零价铁对PVA的去除率,采用微气泡曝气可使PVA去除率提高10%,在酸性有氧条件下ZVI对PVA的去除作用主要归因于类芬顿反应中产生的羟基自由基。     

改性Fenton试剂处理模拟苯酚废水研究

目的提高废水中苯酚的去除率。方法分别采用普通Fenton试剂和改性Fenton试剂(纳米Fe3O4/H2O2体系)处理模拟苯酚废水,找出其最佳反应条件,并将两者的处理效果进行对比。结果采用改性Fenton试剂处理苯酚废水,在pH=3时,按照m(COD)∶m(H2O2)=1∶3,n(Fen+)∶n(H2O2)=1∶5投加一定量的纳米Fe3O4和H2O2,搅拌反应60 min,化学需氧量(COD)去除率达到(91.80±1.64)%,而相同条件下普通Fenton试剂的COD去除率为(81.31±1.83)%。结论改性Fenton试剂的处理效果优于普通Fenton试剂的处理效果。     

蒸汽相水解法制备磁性光催化剂Fe_3O_4/SiO_2/TiO_2及其光催化性能

采用蒸汽相水解法,以Fe3O4纳米磁性颗粒为磁核,在其表面包覆一层SiO2来阻止光腐蚀,然后将锐钛矿相纳米氧化钛沉积在Fe3O4/SiO2颗粒表面,从而制得核壳结构的Fe3O4/SiO2/TiO2磁性复合光催化材料。用X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、高分辨率透射电子显微镜(HR-TEM)、探针式震动磁强计等手段对所制备的产物的结构、形貌、磁强度性能进行表征。以300W汞灯为光源,用亚甲基蓝和酸性红模拟污水中的有机染料来评价复合光催化剂的性能。结果表明,磁性纳米微球中TiO2的含量越大,其光催化性能越好,含TiO2质量分数50%的F3O4/SiO2/TiO2磁性纳米微球可在180min内降解亚甲基蓝模拟染料废水,降解率达99%,在80min内降解酸性模拟染料废水,降解率达98%。     

铁炭微电解法去除磺胺类抗生素的研究

近年来,由于抗生素的过量使用和不适当排放引起水体污染问题,使人们对抗生素有效降解方法的探索也日益增多。选取了三种常见磺胺类抗生素,并以其中一种磺胺甲基嘧啶作为主要研究对象,考察了铁炭微电解法对磺胺类抗生素的去除效果及反应过程。首先,通过单因素试验得到了最佳反应条件,即初始pH值为2、铁炭填料填装量为1 g/m L、温度为25℃和曝气量为60 L/h,在该条件下反应8 h,对磺胺甲基嘧啶的去除率可达82.9%,对TOC的去除率达45.2%。其次,通过测定反应中TOC、TN、NO_3~-、SO_4~(2-)、Fe~(2+)、Fe~(3+)的浓度变化趋势,揭示了铁炭微电解法降解磺胺类抗生素的反应途径,即抗生素中的S—N键断裂释放出S、N原子,再经过一系列的氧化还原作用得到进一步去除。     

钙法原位制备高铁酸盐降解水中草甘膦的研究

采用钙法原位制备高铁酸盐降解水中草甘膦,研究了pH、反应时间、高铁酸盐投加量以及进水草甘膦浓度对降解效果的影响,并对降解动力学及降解路径进行探究,对降解产物的生物毒性进行评价。试验结果表明：高铁酸盐对草甘膦的降解分为两个阶段,均符合一级反应动力学,在前10 min降解速率很快,10～90 min降解速率比较缓慢,90 min后反应基本稳定。当高铁酸盐与草甘膦投加比为1∶30(mL∶mg)、反应pH为5时,草甘膦的去除效果最好,去除率超过95%,TP去除率达77%以上,TN去除率达到40%,处理后水中主要的含氮化合物为氨氮,最大浓度为12.65 mg/L。高铁酸盐降解草甘膦过程中主要中间产物有肌氨酸、甘氨酸、磷酸、氨甲基膦酸（AMPA）、羟基乙酸和甲基膦酸,降解过程可能存在3个路径,多数降解中间产物生物毒性高于母体。     

胶团强化超滤法同时去除废水中Cd2+和亚甲基蓝

采用阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS),考察了胶团强化超滤(MEUF)法对含有Cd2+和亚甲基蓝(MB)染料复合废水的处理效果,同时考察了SDS浓度、pH值、温度对去除效果和渗透性能的影响。结果表明,在Cd2+和MB浓度分别为50和6 mg/L的条件下,当SDS浓度为1.0 cmc(临界胶团浓度)时去除效果最好,此时对Cd2+和MB的去除率分别达到98.4%和97.3%,对SDS的去除率为95.9%;pH值对Cd2+的去除效果影响较大,Cd2+去除率随pH值的上升增加明显,MB去除率则无明显变化;随着温度的上升,对Cd2+和MB的去除率都有所下降。     

活性污泥胞外聚合物对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附机理

采用优化的热碱法提取活性污泥中的胞外聚合物(EPS),探究Pb~(2+)和Cu~(2+)在EPS上的吸附规律,并采用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、透射电镜(TEM)及X射线衍射仪(XRD)探讨其吸附机理。结果表明:p H值显著影响吸附效果,最适p H值为5~6,EPS的最佳投量为m(M~(2+))∶m(EPS)=1∶2,Pb~(2+)在前10 min即可完成快速吸附,而Cu~(2+)需20 min左右,EPS对Pb~(2+)和Cu~(2+)的理论最大吸附量分别为697和590 mg/g。FTIR分析表明,两种离子的吸附均涉及到羧基、羟基和磷酸基团,而Cu~(2+)的吸附还与氨基、亚甲基等官能团有关;TEM和XRD分析表明,EPS在吸附金属离子的过程中会形成水合磷酸盐,EDX能谱揭示了吸附中存在离子交换作用。     

纳米TiO2对水中对羟基苯甲酸吸附及光催化降解

以BDH粉末TiO2为光催化剂,研究了水体中对羟基苯甲酸在纳米TiO2颗粒上的吸附行为,并研究了对羟基苯甲酸的二氧化钛光催化降解效果。结果表明：TiO2对羟基苯甲酸的吸附作用明显依赖于水溶液的pH,对羟基苯甲酸的光催化降解效果与其在催化剂表面的吸附行为密切相关,提高吸附速率,对羟基苯甲酸的去除率也随之提高。     

臭氧/过氧化氢降解扑草净试验研究

采用O3/H2O2体系降解内分泌干扰物类除草剂扑草净,并对氧化产物进行色谱分析,考察了该体系去除扑草净的效果。结果表明,当扑草净初始浓度为2 mg/L时,在H2O2/O3(物质的量之比)为0.7、O3投量为16.8 mg/L、温度为25℃、pH值为6.2的最佳条件下,O3/H2O2体系对扑草净的去除率接近93%;在自来水本底条件下,对扑草净的去除率较纯水中的高约9%;腐殖酸对扑草净降解的影响表现为低浓度促进、高浓度抑制,碳酸氢根对扑草净降解的抑制作用较小;伴随扑草净的降解,有硝酸根和硫酸根离子产生,这表明O3/H2O2体系能够有效降解扑草净。     

亚硫酸钠-Fe(Ⅱ)-溶解氧对酸性紫FBL降解脱色的研究

以酸性紫FBL为降解目标,采用亚硫酸钠-Fe(Ⅱ)-溶解氧体系产生的硫酸根自由基(·SO4-)降解酸性紫FBL脱色,比较了不同体系的降解脱色性能,考察了pH值、Fe~(2+)浓度、SO_3~(2-)浓度、空气流量、酸性紫FBL的初始浓度对降解脱色的影响。结果表明,在最佳的实验条件为:pH=7.0,Fe2+浓度为0.75 mmol/L,SO_3~(2-)浓度为1.25 mmol/L,空气流量为0.70 L/min,污染物浓度为128 mg/L。经过40 min的降解脱色,酸性紫FBL溶液的脱色率可达到94%以上。     

纳米TiO_2对水中对羟基苯甲酸吸附及光催化降解

以BDH粉末TiO2为光催化剂,研究了水体中对羟基苯甲酸在纳米Ti02颗粒上的吸附行为,并研究了时羟基苯甲酸的二氧化钛光催化降解效果.结果表明:TiO2对羟基苯甲酸的吸附作用明显依赖于水溶液的pH,对羟基苯甲酸的光催化降解效果与其在催化剂表面的吸附行为密切相关,提高吸附速率,对羟基苯甲酸的去除率也随之提高.     

纳米ZnO的形貌特征及其光催化性能

通过低温沉淀结合热分解法和水热法制备出一系列不同形貌结构的ZnO晶体,并对其物相组成、光学性质、微观形貌以及光催化性能进行表征。结果表明∶80℃温度下保温3 h～9 h,并经过热处理之后获得的ZnO光催化剂,在紫外光照射120 min后甲基橙降解率为92.3%～94.4%,在紫外光照射60 min后亚甲基蓝降解率为90.6%～91.4%。本文还初步探讨了ZnO晶体生长行为和光催化机理。     

磁性纳米Fe_3O_4活化过一硫酸盐降解三氯生性能

采用高级氧化技术磁性纳米Fe_3O_4活化过一硫酸盐(Fe_3O_4/PMS)降解水中三氯生(TCS),探讨了Fe_3O_4投加量、PMS浓度、初始p H值、共存阴离子(Cl~-、NO_3~-、CO_3~(2-))和腐殖酸(HA)对TCS降解效果的影响,并对催化剂Fe_3O_4的稳定性和重复利用进行了考察。结果表明:Fe_3O_4/PMS会产生硫酸根自由基(SO_4~(-·))降解水中TCS;适量增加Fe_3O_4投加量、提供适宜的PMS浓度可提高TCS降解率;酸性条件有利于TCS的降解;Cl~-和CO_3~(2-)对TCS降解具有较小的抑制作用,NO_3~-对TCS降解具有较小的促进作用;HA的存在对TCS降解有明显的抑制作用。实际水体中TCS降解效果受到碱度和有机质的抑制。XPS光谱分析结果表明,Fe_3O_4/PMS体系中Fe(Ⅱ)主要参与了激活PMS降解TCS过程。自由基鉴别结果显示,体系中SO_4~(-·)和羟基自由基(·OH)同时存在,其中SO_4~(-·)为参与反应的主要自由基。     

钨掺杂g-C3N4薄膜电极的制备及光电性能研究

采用高温液相生长法制备了不同钨(W)掺杂量的W/g-C₃N₄薄膜电极,并通过SEM、XRD、FTIR、UV/vis DRS、XPS等手段对薄膜电极进行表征。结果表明,掺杂的W以W⁰、WO₂和WO₃等多种形态存在。将W/g-C₃N₄薄膜电极用作光阳极,进行交流阻抗测试、光电流密度测试以及降解亚甲基蓝实验,与g-C₃N₄薄膜电极相比,W/g-C₃N₄薄膜电极对可见光的响应能力明显增强,其中当Na₂WO₄与g-C₃N₄的掺杂比为1∶50时光电流密度可提高至原来的2.2倍。通过添加自由基捕获剂探究W/g-C₃N₄薄膜电极对亚甲基蓝的催化氧化机理,发现掺杂W之后,W/g-C₃N₄薄膜电...     

Cu_2O/石墨烯复合光催化处理甲基橙废水的效能分析

分别制作了氧化亚铜催化剂、石墨烯催化剂、氧化亚铜/石墨烯复合催化剂(Cu_2O/石墨烯)用于处理甲基橙废水,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱(EDS)等技术对Cu_2O/石墨烯复合催化剂的物相和形貌进行表征。结果表明,Cu_2O/石墨烯复合催化剂中Cu_2O属于立方晶型,且呈粒子状较均匀地分散在薄层石墨烯表面。3种催化剂在可见光、pH值为中性、常温条件下,对甲基橙废水中COD和色度均有较高的去除率,其中Cu_2O/石墨烯复合催化剂对甲基橙废水的降解效果最好,当甲基橙废水中COD为335~1452mg/L时,在最佳投加量为0.6g/L的条件下,对COD的去除率可达到96.7%~97.4%,且催化效果受甲基橙废水浓度的影响较小,甲基橙废水降解的较佳pH值范围为7.2~7.8。