Mn-TiO2粉体的制备及催化降解孔雀石绿废水的研究

采用溶胶-凝胶法制备了纳米Mn-TiO_2粉体,通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对其结构和形貌进行表征,研究了Mn-TiO_2粉体对孔雀石绿染料废水的光催化降解性能。探讨了孔雀石绿初始浓度、Mn-TiO_2催化剂投加量、体系pH等条件对催化效果的影响。结果表明:溶胶-凝胶法合成的Mn-TiO_2粉体为锐钛矿型结构,物相纯净,当孔雀石绿初始浓度为10mg/L,Mn-TiO_2催化剂添加量为1.0g/L,pH=7.0时,紫外光照射120min后MnTiO_2粉体对孔雀石绿的降解率可达87%。     

膨润土负载纳米零价铁去除废水中Cr(Ⅵ)的动力学特性研究

利用液相还原法制备膨润土负载纳米零价铁(B-nZVI)并将其应用于含Cr(Ⅵ)废水的处理,研究了B-nZVI投加量、反应时间和溶液初始pH等3个因素对Cr(Ⅵ)处理效果的影响,探讨了B-nZVI对不同初始浓度的含Cr(Ⅵ)废水的降解动力学规律,通过扫描电镜和X射线衍射仪对反应前后的B-nZVI进行形貌分析。结果表明:膨润土能有效提高纳米零价铁(nZVI)的分散性并阻止其氧化。三因素对Cr(Ⅵ)去除率影响均达到显著水平(p0.05),其中投加量的影响达到极显著水平(p0.01);其显著性大小依次为:投加量溶液初始pH反应时间。在投加量为2.0g/L、反应40min、溶液初始pH=6的最佳工艺条件下,初始浓度为20mg/L的含Cr(Ⅵ)废水中Cr(Ⅵ)去除率可达99.15%。B-nZVI去除Cr(Ⅵ)的反应在不同Cr(Ⅵ)初始浓度下均能较好地符合准一级动力学模型,且可用L-H动力学模型描述;B-nZVI对Cr(Ⅵ)去除是吸附和还原共同作用的结果,且nZVI对Cr(Ⅵ)的还原作用是其去除的主要作用机制。     

固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2-Fe_2O_3光催化降解含酚废水

采用固体超强酸SO42-/TiO2-Fe2O3为光催化剂,苯酚的光催化降解为模型反应,考察了pH值、苯酚初始浓度、催化剂投加量、光照距离、光照时间、助催化剂H2O2对光催化降解过程的影响。结果表明,苯酚初始浓度为50mg/L,催化剂投加量5g/L,光照距离11cm,光照时间为150min,降解率达61.29%,添加助催化剂H2O2后,反应60min,苯酚降解率达到85.12%。     

太阳光下Cr~(3+)掺杂TiO_2复合微粒光催化性能研究

利用酸催化的溶胶一凝胶法成功地合成了一系列不同CP3+掺杂量(x=0.01%～10%)的TiO2复合光催化剂(Cd3+/TiO2).在太阳光条件下,以亚甲基蓝溶液的光催化降解对复合材料的光催化性能进行了表征,并考察了催化剂投加量、Cr3+掺杂量和溶液pH值等因素对光催化降解反应的影响.结果表明,亚甲基蓝溶液在复合微粒上的光催化降解反应遵循Langmuir-Hinshelwood动力学模型,在催化剂投加量为lg/L、Cr3+掺入量为0.3%和pH=7时,Cr3+/TiO2复合微粒光催化活性达最佳,测得表观反应速率常数 K为7.27×10-3 rag(L·min)-1,t1/2为95min,反应4h后亚甲基蓝的降解率可达79%,与纯的TiO2相比较,反应速率提高了2倍,降解率提高了20%.中性或碱性条件下有利于亚甲基蓝溶液的光催化降解.     

纳米二氧化锰负载钴锰催化K_2S_2O_8/NaHCO_3降解甲基橙

为了去除碱性水溶液中的染料,采用纳米二氧化锰负载钴锰(Co(Ⅱ)-Mn(Ⅱ)-MnO_2)催化K_2S_2O_8/NaHCO_3氧化降解染料。对Co(Ⅱ)-Mn(Ⅱ)-MnO_2催化剂进行形貌和结构表征。考察了溶液初始pH值、反应温度、催化剂投加量、甲基橙(MO)、过硫酸钾摩尔比及碳酸氢钠浓度等因素对Co(Ⅱ)-Mn(Ⅱ)-MnO_2催化氧化MO的影响,并对MO氧化过程结构变化进行分析。实验结果表明:在优化条件下Co(Ⅱ)-Mn(Ⅱ)-MnO_2催化MO(40mg/L)的降解率达到82.61%,MO降解反应动力学为一级反应。该体系适合处理中性和弱碱性MO废水。     

基于油菜花粉模板制备Fe基复合材料及其催化特性

以油菜花粉为生物模板，采用共沉淀-焙烧法制备了Fe基复合材料活化过硫酸盐降解苯酚。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面积分析仪(BET)对Fe基复合材料进行表征分析。以苯酚为目标污染物，考察了催化剂投加量、过硫酸盐投加量、初始pH和苯酚浓度对苯酚降解效果的影响。结果表明，Fe基复合材料活化过硫酸盐降解苯酚性能优良。在最佳反应条件(25℃,苯酚初始浓度为200 mg/L,催化剂投加量为3 g/L,过硫酸盐投加量为8.4 mmol/L)下，反应60 min苯酚的降解率可达91%。Fe基复合材料可通过磁性分离，易于回收，在较宽pH范围内均可活化过硫酸盐降解苯酚，重复使用三次后，苯酚的降解率仍可达81%,稳定性良好。Fe基复合材料通过Fe²⁺及花粉模板残留的C及其官能团共同活化过硫酸盐产生SO₄·^-和HO·降解苯酚。     

印染废水的光催化氧化的研究

本文通过光催化作用,废水的结构发生了根本变化,由有机大分子变成小分子,最终形成无机矿化物,如CO2等。本研究以曙红C20H6O5Br4Na2染料溶液的光催化降解为模型反应,探讨了曙红溶液的初始浓度、催化剂投加量、pH值、通气量等因素对光催化脱色降解效果的影响。研究结果表明,曙红染料在pH为2．23左右时降解较为适宜,染料初始浓度对脱色率的影响符合线性递减的规律,适宜的催化剂添加量为0．07g／L,通气量为0．6L／min左右。     

碳化三聚氰胺泡沫负载ZIF-67活化过硫酸氢钾降解罗丹明B

以碳化三聚氰胺泡沫为载体,原位生长金属有机框架化合物ZIF-67,构建碳化三聚氰胺泡沫负载ZIF-67高效非均相催化剂(CMF/ZIF-67)。采用X-射线衍射仪(XRD)、氮气吸附仪、扫描电子显微镜(SEM)对CMF/ZIF-67的晶体结构、比表面积和形貌进行分析,并以罗丹明B(RhB)为降解物评价催化剂活化过硫酸氢钾(PMS)的反应活性。结果表明：CMF/ZIF-67非均相催化剂显示出非常强的活化PMS能力,在30 min内RhB降解率为98%。另外,研究了催化剂投加量、PMS投加量、pH值、温度及RhB初始浓度对CMF/ZIF-67/PMS体系降解RhB的影响。结果表明：随着催化剂和PMS投加量的增加,RhB的降解率也增大;溶液初始pH在5～7范围内时RhB的降解率可达98%以上;温度对RhB降解速率的影响符合阿伦尼乌斯模型,降解过程是一个表面反应控制过程。自由基捕获实验结果表明硫酸根自由基是RhB降解的主要活性自由基。经过四次循环使用后催化剂体系对RhB的降解率仍达到90%以上,催化剂具有优异的循环稳定性,在降解染料废水领域具有潜在的应用前景。     

可见光下利用ZrO2(Er3+)/TiO2光催化降解海水中柴油污染

通过共沉淀法自制上转换材料与TiO_2复合的纳米光催化剂;利用SEM、XRD等方法对光催化剂进行表征;通过改变催化剂掺杂比、pH值、催化剂投入量、光照时间和柴油初始浓度研究了可见光下光催化降解海水中柴油污染的影响因素以及复合光催化剂ZrO_2(Er3+)/TiO_2的利用效率,通过正交试验优化海水中柴油污染的降解;进行动力学分析,计算总反应速率表达式。结果表明,当柴油初始浓度为0.20g/L,催化剂投加量为0.8g/L,催化剂掺杂比为40%,pH为7,光照时间为2.5h时,复合光催化剂的利用效率最高,柴油的去除率达到87.74%。ZrO_2(Er3+)/TiO_2在可见光下能够有效地降解海水中的柴油污染。     

CuFe2O4活化过一硫酸盐降解四环素

采用水热合成法制备出了一种具有较高催化活性的催化剂CuFe2O4,并利用CuFe2O4活化过一硫酸盐(PMS)处理模拟抗生素废水盐酸四环素(TC),考察了操作条件初始pH、CuFe2O4投加量和PMS投加量对TC降解效果的影响。结果表明,初始pH在2~10的范围内,随初始pH的升高TC的降解率先稳定而后逐渐降低;TC的降解速率随着PMS投加量和CuFe2O4投加量的增加而逐渐增加。在CuFe2O4/PMS体系中存在活性物种·OH、SO4·-和1O2。在催化剂循环使用实验中,CuFe2O4展现出了较好的重复利用性能。在CuFe2O4/PMS体系中,TC降解出水对发光菌的抑制率先升高而后逐渐降低,也说明CuFe2O4/PMS体系对降解TC是一种有效的方法。     

太阳光下TiO_2光催化还原Cr(Ⅵ)影响因素研究

在模拟太阳光下,探讨了催化剂加入量、Cr(Ⅵ)离子初始浓度、pH、反应温度及部分无机盐对光催化还原过程的影响。结果表明:Cr(Ⅵ)离子去除率随催化剂加入量的增大而升高;随Cr(Ⅵ)离子初始浓度的增大,Cr(Ⅵ)离子去除率逐渐减小,当初始浓度达到0.025g/L时,Cr(Ⅵ)去除率几乎不再随光照时间的增加而变化;体系酸碱度对还原过程影响较大,Cr(Ⅵ)离子去除率随pH减小逐渐增大;反应温度为25℃时Cr(Ⅵ)离子还原程度最高;在相同的加入量下,Na2SO3溶液能够提高Cr(Ⅵ)离子光催化还原率,而K2S2O8、NaCl溶液具有明显的抑制作用。     

白酒糟对刚果红和孔雀石绿的吸附机理研究

采用白酒糟吸附剂对模拟印染废水中刚果红(CR)和孔雀石绿(MG)进行生物吸附处理。在染料初始质量浓度100mg/L、吸附时间80min的条件下,当刚果红废水初始pH=7.0,白酒糟投加量为2g/L时,白酒糟对刚果红的吸附率为96.94%;当孔雀石绿废水初始pH=9.0,白酒糟投加量4g/L时,白酒糟对孔雀石绿的吸附率为95.12%。动力学研究表明,白酒糟对两种染料的吸附过程均符合准二阶动力学方程,表明该吸附过程以化学吸附为主。使用Freundlich等温吸附方程可较好的拟合白酒糟对两种染料的吸附,说明该吸附是以多分子层吸附为主。     

流变相法制备包裹型Starch/Fe~0及去除水中Cr(Ⅵ)的反应动力学研究

以水溶性淀粉(starch)为包裹剂,采用流变相反应法制备了包裹型纳米零价铁(Starch/Fe0)。并用XRD、SEM和TEM等手段对样品进行了表征。研究了样品投加量、pH值、初始Cr(Ⅵ)浓度及铜离子浓度对水溶液中Cr(Ⅵ)去除率的影响及反应动力学,探讨了包裹型Starch/Fe0去除Cr(Ⅵ)的反应机理。实验结果表明,包裹型Starch/Fe0投加量为0.6 g/L,pH值为5,初始Cr(Ⅵ)浓度为10 mg/L时,Cr(Ⅵ)的去除率可达100%。当反应体系中Cu2+和Cr(Ⅵ)共存时,Cu2+在反应中对Cr(Ⅵ)的去除有促进作用。包裹型Starch/Fe0对Cr(Ⅵ)的还原过程符合准一级反应动力学模型。     

银杏叶作为吸附剂去除废水中Cu2+的研究

以秋季废弃的银杏叶作为吸附剂,吸附去除废水中的铜离子。研究了吸附剂粒度、吸附剂投加量、pH、吸附温度、废水中Cu~(2+)初始质量浓度对吸附效果的影响。结果表明:在吸附剂粒度150～180μm、吸附剂投加量1.3～1.6g、吸附温度25～50℃条件下、银杏叶对Cu~(2+)初始质量浓度小于40mg/L的中性废水的吸附率几乎达到100%;银杏叶对Cu~(2+)的吸附过程与拟一级动力学方程线性拟合较好。     

D201树脂负载水合氧化铁催化臭氧氧化磺胺甲恶唑

采用离子交换-原位沉淀法,以D201阴离子交换树脂负载水合氧化铁(HFO)制备催化剂HFO/D201,在动态实验条下对磺胺甲恶唑(SMX)进行催化臭氧氧化降解实验.分别考察了溶液初始浓度、p H、流速、催化剂及臭氧投加量对SMX去除率的影响,并探讨反应机理.结果表明,增大臭氧和催化剂的投加量、减小流速和溶液初始浓度均可...     

B、N和Ce共掺杂TiO_2光催化降解染料废水研究

采用B、N和Ce共掺杂TiO_2降解酸性蓝BRL、活性金黄K-2RA、弱酸性黑RB和酸性大红GR 4种染料废水,考察了催化剂用量、染料初始浓度、光照时间和pH值等对其降解率的影响。结果表明:B、N和Ce共掺杂TiO_2除了能使染料快速褪色外,还能将其完全矿化为CO_2,SO_4~(2-)和NH~+_4等离子。酸性大红GR染料和酸性蓝BRL在pH=5、催化剂用量50mg、初始浓度50mg/L、光照180min时降解率分别为98%和94.2%。pH=1、催化剂用量50mg、初始浓度40mg/L、光照时间180min时,活性金黄K-2RA的降解率达94.5%。弱酸性黑RB在pH=2、催化剂用量60mg、初始浓度20mg/L、光照时间210min时,降解率达到最大,为92.6%。     

α-SiW_(11)Ti/PANI掺杂材料光催化降解刚果红的研究

以Keggin结构钛取代杂多硅钨酸盐α.-K6[Si W11Ti O40].xH2O为掺杂剂制备了α-Si W11Ti/PANI电子聚合物材料。用红外光谱、紫外光谱、X-射线粉末衍射、SEM、热重分析等对此材料进行了表征。研究了合成的催化剂对有机染料刚果红降解的催化活性。讨论了催化剂投加量、刚果红溶液的初始浓度、酸度等对催化脱色效果的影响。结果表明,当溶液酸度为pH=1,催化剂最佳用量为12 mg/L,浓度为9 mg/L的刚果红溶液在30 W的紫外灯下照射120 min降解率可达91.18%。     

Cu/MgAlO活化过硫酸氢盐降解橙黄Ⅱ

采用浸渍-煅烧法制备Cu/MgAlO,利用扫描电镜、傅里叶红外光谱仪、比表面积测定仪、X射线衍射仪对其进行表征,并用Cu/MgAlO催化过硫酸氢盐(PMS)对橙黄Ⅱ进行催化降解,探索橙黄Ⅱ浓度、Cu/MgAlO投加量、PMS投加量、溶液初始pH、温度、常见离子和水质条件的影响.结果 表明:当溶液初始pH为7,温度为25...     

超声波降解水中甲基橙的实验研究

为开发利用超声降解染料废水技术,建立了以甲基橙为模型化合物的超声降解模拟实验。考察了pH值、甲基橙初始浓度、氧化剂过氧化氢的投加浓度以及超声设备声能密度等实验条件对超声氧化降解甲基橙效果的影响。当甲基橙溶液初始浓度为2 mg.L-1、pH值为2时,按0.01 mL/100 mL浓度投加过氧化氢,在300 W声能密度条件下仅需20 min,甲基橙的降解率可达到91.79%。实验结果表明,超声降解染料废水技术操作简单、高效快速,具有广阔的应用前景。     

Zn2SiO4-ZnO-生物炭复合物的制备及其可见光催化H2O2降解甲硝唑

以松木碱解液代替NaOH溶液作为锌盐沉淀剂, 采用水热法制备了Zn₂SiO₄-ZnO-生物炭三元复合材料(SOB-x-y, x代表松木粉的用量, y代表NaOH浓度), 通过不同手段对样品进行表征, 研究了光催化H₂O₂降解甲硝唑的性能。结果表明, 制备的催化剂由枣核状硅锌矿型Zn₂SiO₄介晶、多边形六方晶相ZnO和松木生物炭构成; 与纯六方晶相ZnO相比, 它具有更大的比表面积与孔容、更小的带隙能和更弱的荧光发射, 因而具有更好的光催化活性。Zn₂SiO₄-ZnO-生物炭对甲硝唑的光催化H₂O₂降解过程符合准一级动力学方程, 其催化活性随NaOH浓度的增大而提高, 随松木粉用量的增加先增加后减小, 以SOB-3-4的性能最优。SOB-3-4的速率常数(k)和降解率(η)随pH的降低而增大, 随H₂O₂浓度的升高而增大, 随催化剂用量的增加先增大后减小; 甲硝唑的降解率随其初始浓度的升高逐渐越低。当初始pH为3、催化剂用量为0.4 g/L、H₂O₂投加浓度为80 mmol/L及甲硝唑初始浓度为300 mg/L时, k为2.68×10 ^-2 min ^-1, 反应3 h后η达到99.70%。本研究结果对处理难降解制药废水提供了重要的实验依据。