Fe~(2+)/PMS法处理模拟次甲基蓝废水的研究

针对印染废水具有致癌、致畸和致突变性,急需经济高效的处理技术,结合基于SO_4~-·高级氧化技术可高效氧化难降解有机污染物的特点,以模拟次甲基蓝印染废水作为目标污染物,采用Fe~(2+)/PMS类芬顿体系,考察了初始MB浓度、初始PMS浓度、初始Fe~(2+)浓度、初始溶液pH值对MB脱色效率的影响。结果表明,Fe~(2+)活化PMS的速率较快,氧化MB脱色可分为两个阶段,快速反应阶段和慢速反应阶段,在快速反应阶段内生成大量的SO_4~-·,有利于MB的快速脱色。该体系氧化MB的最佳Fe(Ⅱ)/PMS摩尔比为1.25∶1,最佳反应pH值为3.0,MB脱色效率与MB初始浓度成反比,与PMS初始浓度成正比,Fe~(2+)/PMS体系主要产生的活性物种为SO_4~-·。研究结果可为以次甲基蓝为代表印染废水高效氧化提供一定的理论依据及技术支持。     

Fe~(2+)活化过硫酸盐对亚甲基蓝废水的降解研究

研究了Fe~(2+)活化过硫酸钠(SPS)在降解亚甲基蓝(MB)过程中溶液初始pH、Fe~(2+)浓度、SPS浓度、Fe~(2+)/SPS的最佳浓度比、MB的初始质量浓度对溶液中MB及COD降解效果的影响。结果表明,酸性环境MB的降解率要高于碱性环境,且溶液初始pH为3时MB的去除效果最佳。过高或过低的Fe~(2+)浓度及SPS浓度对MB脱色效果都会产生一定的影响,且最佳投加比为C(Fe~(2+))∶C(S2O_2-8)=1∶2。当MB初始质量浓度为50 mg/L时,SPS与Fe~(2+)的最佳投加浓度分别为0. 4 mmol/L及0. 2 mmol/L。Fe~(2+)/SPS体系对于MB的脱色效果可达到80%~90%,对于氧化的中间产物的矿化度为20%~40%。当溶液初始温度20℃时会使MB发生分子聚焦现象,随着溶液初始温度的升高,MB的脱色率随之升高,MB分子脱色的最佳反应温度为40℃。通过液相色谱质谱联用(LC-MS)分析可知,MB的氧化中间产物主要为二氨基苯酚、邻氨基苯酚、苯并噻唑、苯酚等苯的同系物。     

Fe2+/ACF活化过一硫酸氢钾复合盐处理印染废水

通过浸渍法制备活性炭纤维(ACF)负载Fe~(2+)作为活化剂,采用扫描电镜(SEM)技术对活化剂进行表征;并研究了活化反应机制及降解效果影响因素。结果表明,过一硫酸氢钾复合盐(PMS)能够被Fe~(2+)/ACF活化产生硫酸根自由基(SO_4~(·-))来降解印染废水;当亚甲基蓝(MB)浓度为0.1 mmol/L,Fe~(2+)/ACF投加量为0.5 g/L,n(PMS):n(MB)为5:1,pH为4～6条件下,降解率较高,在反应15 min后可使MB降解率达到90%以上;反应过程符合一级反应动力学,且Cl~-对反应过程具有促进效果。此外,活化的PMS也能高效的降解不同种类的印染废水。通过紫外可见光谱和TOC分析推测,印染废水中的发色基团中的化学键及萘环结构均被破坏,进而被矿化,从而得到降解。     

Fe~(2+)/NH_2OH联合活化过硫酸盐降解水中磺胺甲恶唑

Fe~(2+)活化过一硫酸盐(PMS)作为一种类芬顿氧化体系,可产生具有强氧化能力的活性物种降解水中绝大多数的难降解有机污染物,然而Fe~(3+)向Fe~(2+)的缓慢转化速率极大地限制了该技术的广泛应用。今研究采用羟胺(NH_2OH)强化Fe~(2+)/PMS体系降解水中典型抗生素,考查了耦合体系对磺胺甲恶唑(SMX)的降解效能。研究结果表明,一定程度上,增加PMS、Fe~(2+)与NH_2OH的投量能够有效促进SMX的氧化去除。此外,提高反应温度可以促进PMS活化释放自由基过程,进而强化体系对SMX的降解。然而随着SMX浓度与pH的提高,体系对目标物的降解受到了明显的抑制。进一步对体系自由基进行分析表明,硫酸根自由基(SO_4~(·-))是降解SMX主要的活性物种。     

TBP为萃取剂分离废磷酸铁锂电池中金属锂的研究

LiFePO_4/C粉末盐酸浸出液中主要离子为Li~+、Fe~(3+)与少量的Cl~-,符合TBP萃取Li~+必须存在过渡族金属离子与Cl~-的理论。探究了TBP萃取Li~+的机制以及氯离子供给剂、Fe~(3+)/Li~+摩尔比、Cl~-浓度与Li~+浓度对萃取的影响,得到Li~+最佳萃取分离条件。结果表明,以FeCl~(3+)AlCl_3为氯离子供给剂,模拟配制酸浸出液中Li~+是以[LiFeCl_4]·n TBP的络合形式被萃取; TBP萃取Li~+的最佳条件为:溶液中Fe~(3+)/Li~+摩尔比为1.5、Cl~-浓度为5 mol/L、Li~+质量浓度为1 g/L;当相比(O/A)为0.5时,在最佳条件下TBP对LiFePO_4/C粉末盐酸浸出液中Li~+的二级萃取率达到92%以上,以6 mol/L盐酸为反萃剂三级反萃后Li~+反萃率约为93%,反萃后有机相中Fe~(3+)等杂质质量分数低于1%。该方法使废旧磷酸铁锂电池中的锂分离率达到83%以上,实现废旧磷酸铁锂电池中金属锂资源再生的目的。     

腐殖酸/Fe~(2+)/PMS体系降解DMP的研究

研究投加了腐殖酸(HA)的Fe⁽²⁺⁾/过一硫酸盐(PMS)体系对邻苯二甲酸二甲酯(DMP)的降解。考察了体系沉淀物、腐殖酸浓度对降解DMP的影响。通过活性自由基和中间产物的鉴定推测了DMP的降解过程。结果表明,腐殖酸/Fe(2+)/过一硫酸盐(PMS)体系对邻苯二甲酸二甲酯(DMP)的降解。考察了体系沉淀物、腐殖酸浓度对降解DMP的影响。通过活性自由基和中间产物的鉴定推测了DMP的降解过程。结果表明,腐殖酸/Fe⁽²⁺⁾/PMS体系对DMP的降解明显优于其他体系,DMP的降解率可达100%。体系中生成的沉淀物是腐殖酸与铁的络合物,是促进DMP降解的重要物质。当腐殖酸浓度从1 mg/L增加至20 mg/L时,DMP的降解速率呈先增大后减小趋势。·OH和SO_4(2+)/PMS体系对DMP的降解明显优于其他体系,DMP的降解率可达100%。体系中生成的沉淀物是腐殖酸与铁的络合物,是促进DMP降解的重要物质。当腐殖酸浓度从1 mg/L增加至20 mg/L时,DMP的降解速率呈先增大后减小趋势。·OH和SO_4^(·-)是体系中主要的活性自由基。DMP降解的中间产物主要为邻苯二甲酸单甲酯、邻苯二甲酸和苯甲酸。     

UV/Mn~(2+)-Fe~(3+)/H_2O_2处理染料废水的实验研究

研究了常温常压下UV/Mn~(2+)-Fe~(3+)/H_2O_2光催化非均相反应体系处理偶氮染料模拟废水的特性,并与UV-Mn~(2+)/H_2O_2、UV/Fe~(2+)/H_2O_2等体系处理染料废水的效果进行了对比;考察了Mn~(2+)、Fe~(2+)、Fe~(3+)、H_2O_2投加量对UV/Mn~(2+)-Fe~(3+)/H_2O_2反应体系处理染料废水的影响。结果表明,UV/Mn~(2+)-Fe~(3+)/H_2O_2反应体系具有良好的催化氧化作用,在20 w紫外光照射下,100 mg·L~(-1)的直接大红D-GLN在反应20 min时,降解效率高达到90%以上。     

Fe2+/HSO3-和Fe2+/S2O82-体系降解双氯酚酸研究

研究采用Fe~(2+)/S_2O_8~(2-)和Fe~(2+)/HSO_3~-两体系降解水中双氯酚酸(DCF)。结果表明,S_2O_8~(2-)、HSO_3~-与催化剂Fe~(2+)的优化摩尔比分别为1:1和10:1,反应5 min,DCF的降解率分别可达90%、100%。在Fe~(2+)/S_2O_8~(2-)体系中,Cl~-可促进DCF降解,富里酸(FA)、草酸跟、柠檬酸根和磷酸根则有轻微抑制作用;而在Fe~(2+)/HSO_3~-体系中,Cl~-对DCF降解有轻微抑制作用,FA和4种常见铁离子配体则呈现明显抑制。SO_4~(·-)是两体系的主要活性自由基,Fe~(2+)/HSO_3~-体系中,SO_3~(·-)和SO_5~(·-)对DCF的降解也有一定作用。在Fe~(2+)/S_2O_8~(2-)体系中,几乎无脱氯反应发生;而在Fe~(2+)/HSO_3~-体系中,则呈现较好的脱氯效率。     

镁离子强化UV/PMS体系降解染料的探究

用酸性橙7(AO7)模拟染料废水,探究了Mg~(2+)对UV/PMS体系降解染料废水的强化作用,及其影响因素和主要氧化物种。实验结果表明,Mg~(2+)的加入会显著增强UV/PMS体系的氧化能力。底物浓度与AO7的降解效果成负相关;PMS投量、Mg~(2+)投量和紫外灯功率与AO7的降解效果成正相关;pH的升高对该体系起到一定的抑制作用。Mg~(2+)/UV/PMS体系主要氧化物种是硫酸根自由基(SO4·-)和少量羟基自由基(·OH)。     

Fe~(2+)/PMS法处理模拟次甲基蓝废水的研究

针对印染废水具有致癌、致畸和致突变性,急需经济高效的处理技术,结合基于SO_4^-·高级氧化技术可高效氧化难降解有机污染物的特点,以模拟次甲基蓝印染废水作为目标污染物,采用Fe-·高级氧化技术可高效氧化难降解有机污染物的特点,以模拟次甲基蓝印染废水作为目标污染物,采用Fe⁽²⁺⁾/PMS类芬顿体系,考察了初始MB浓度、初始PMS浓度、初始Fe(2+)/PMS类芬顿体系,考察了初始MB浓度、初始PMS浓度、初始Fe⁽²⁺⁾浓度、初始溶液pH值对MB脱色效率的影响。结果表明,Fe(2+)浓度、初始溶液pH值对MB脱色效率的影响。结果表明,Fe⁽²⁺⁾活化PMS的速率较快,氧化MB脱色可分为两个阶段,快速反应阶段和慢速反应阶段,在快速反应阶段内生成大量的SO_4(2+)活化PMS的速率较快,氧化MB脱色可分为两个阶段,快速反应阶段和慢速反应阶段,在快速反应阶段内生成大量的SO_4^-·,有利于MB的快速脱色。该体系氧化MB的最佳Fe(Ⅱ)/PMS摩尔比为1.25∶1,最佳反应pH值为3.0,MB脱色效率与MB初始浓度成反比,与PMS初始浓度成正比,Fe-·,有利于MB的快速脱色。该体系氧化MB的最佳Fe(Ⅱ)/PMS摩尔比为1.25∶1,最佳反应pH值为3.0,MB脱色效率与MB初始浓度成反比,与PMS初始浓度成正比,Fe⁽²⁺⁾/PMS体系主要产生的活性物种为SO_4(2+)/PMS体系主要产生的活性物种为SO_4^-·。研究结果可为以次甲基蓝为代表印染废水高效氧化提供一定的理论依据及技术支持。     

可见光/Fe~(2+)/过硫酸盐法处理油田废水

对比了可见光/Fe~(2+)/过硫酸盐法和Fe~(2+)/过硫酸盐法对辽河油田采油废水处理效果,并分析了可见光/Fe~(2+)/过硫酸盐法好于普通Fe~(2+)/过硫酸盐法的原因。COD为410 mg×L~(-1)采油废水经可见光/Fe~(2+)/过硫酸盐法处理后,COD降至70mg×L~(-1);而用Fe~(2+)/过硫酸盐法处理,COD降至101 mg×L~(-1)。红外光谱(FTIR)、X射线衍射分析证明两体系中生成聚铁的形态不完全一样,Ferron络合比色法的测试结果进一步表明,可见光/Fe~(2+)/过硫酸盐体系中生成聚铁的絮凝性能好于普通Fe~(2+)/过硫酸盐体系。紫外可见光谱分析的结果证明,废水中的烷烃类在两体系中转化方式相同,芳香类在两体系中转化方式不同。可见光法好于普通法的原因是:可见光体系中生成了絮凝性能更好的聚铁,并且芳香类中间产物在可见光下具有光敏性,导致废水中的有机物在两体系中的转化方式不同。     

Fe~(2+)/Fe~(3+)和Mn~(2+)对低氧曝气过程总氮去除与转化途径的影响

为短期快速实现实际生活污水自养脱氮,采用含有厌氧氨氧化菌的实际污水处理厂活性污泥,针对Fe~(2+)/Fe~(3+)和Mn~(2+)对低氧曝气过程中氮的去除效果进行了研究,分析确定了氮素转化的途径。研究结果表明,Fe~(2+)/Fe~(3+)和Mn~(2+)均可提高活性污泥中厌氧氨氧化菌(AnAOB)丰度,但由于Fe~(2+)/Fe~(3+)对氨氧化菌(AOB)也存在一定抑制作用,因此,短期投加Fe~(2+)/Fe~(3+)条件下,低氧曝气过程中总无机氮去除率为25%,但投加Mn~(2+)条件下总无机氮去除率可达44%。通过氮素平衡分析,发现投加Fe~(2+)/Fe~(3+)条件下,氮素主要通过反硝化作用去除;而投加Mn~(2+)条件下,氮素主要通过厌氧氨氧化(anammox)作用去除。因此,传统活性污泥可通过短期投加Mn~(2+)增强厌氧氨氧化活性,促进低氧曝气过程中氮的去除,利于快速实现一体化自养脱氮。     

Yb~(3+)/Er~(3+)共掺锗酸盐氧氟微晶玻璃的白光输出

对组成为50GeO_2-20Al_2O_3-15CaF_2-15LiF稀土离子锗酸盐氧氟玻璃在550℃微晶化热处理24h,得到了透明的微晶玻璃。X射线衍射表明:玻璃中析出了CaF_2纳米晶粒,晶粒尺寸在17 nm左右。在980 nm泵浦光的激发下,Yb~(3+)/Er~(3+)双掺微晶玻璃产生了蓝绿红上转换荧光。随着玻璃中Yb~(3+)的掺杂浓度的增加蓝光和红光荧光强度增大,其中5%Yb~(3+)/1%Er~(3+)(摩尔分数,下同)的微晶玻璃样品的上转换发光已经出现白光效果。通过研究一系列高Yb~(3+)/Er~(3+)浓度比的共掺微晶玻璃样品,实现了对上转换红光绿光与蓝光的荧光强度比例的调整,当Yb~(3+)掺杂浓度为12%、Er~(3+)掺杂浓度为0.01%时,微晶玻璃的上转化发光接近白光。     

共聚物PAMA在CaCO_3饱和溶液中的络合性能研究

聚合物的络合性能是决定其是否可用作阻垢剂的关键。为考察新型改性产品天冬氨酸-苹果酸共聚物(PAMA)的络合性能,以其与Ca~(2+)络合量为评价指标,参照静态阻垢法,研究了不同水质和工况条件下PAMA在碳酸钙过饱和溶液中的络合性能。结果表明,单一Ca~(2+)条件下,PAMA投加量为4 mg?L-1时,络合效果最佳,络合量最大,为1632.78mg?g-1;Fe~(3+)、Cu~(2+)及其混合离子的加入均削弱PAMA的络合性能,而Zn~(2+)则提升其性能;Ca~(2+)/Zn~(2+)、Ca~(2+)/Cu~(2+)、Ca~(2+)/Fe~(3+)、Ca~(2+)/Fe~(3+)/Zn~(2+)/Cu~(2+)条件下,PAMA投加量为20 mg?L-1时,其络合效果最佳,络合量最大,分别为1681.00、1460.04、1465.09、和1464.11 mg?g-1。由此可见,PAMA具有良好的络合性能,是碳酸钙的优秀阻垢剂。     

过渡金属离子-超声协同活化过硫酸氢钾研究

以酸性橙7(AO7)为目标污染物,分别考察了Ni~(2+)、Zn~(2+)、Zr~(2+)、Mn~(2+)、Cu~(2+)、Fe~(3+)协同超声(US)活化过一硫酸盐(PMS)降解水体中AO7的效果及降解机理。结果表明,Ni~(2+)-PMS-US、Zr~(2+)-PMS-US、Zn~(2+)-PMS-US体系能有效提升活化PMS的能力;Mn~(2+)-PMS-US、Fe~(3+)-PMS-US体系的活化能力低于Mn~(2+)-PMS、Fe~(3+)-PMS体系活化PMS的能力;Cu~(2+)-US降解污染物的能力有所提高,但加入PMS后去除率反而有所下降。在Ni~(2+)、Zn~(2+)、Zr~(2+)协同超声活化PMS的体系中加入甲醇(MA)和叔丁醇(TBA)后明显抑制AO7的降解,Ni~(2+)和Zr~(2+)体系中主要氧化物种为硫酸根自由基(SO4-·)和羟基自由基(OH·),Zn~(2+)体系中主要氧化物种为大部分OH·和少量SO4-·。     

甲基磺酸体系镀锡液中Fe2+含量对镀锡层性能的影响

通过扫描电子显微镜分析、贴滤纸法测试和塔菲尔曲线测量考察了甲基磺酸(MSA)体系镀锡液中Fe~(2+)质量浓度对镀锡层耐蚀性的影响。结果表明:当镀液中Fe~(2+)质量浓度大于5 g/L时,镀层中就会出现针孔,当镀液中Fe~(2+)质量浓度大于10 g/L时会严重影响镀层的耐蚀性。在实际生产中应将镀液的Fe~(2+)质量浓度控制在10 g/L以下。     

Fe2+/过碳酸盐催化氧化修复四氯乙烯污染地下水的机理及应用

采用Fe~(2+)催化过碳酸钠(SPC)工艺对四氯乙烯(PCE)污染地下水进行修复,考察了氧化剂、催化剂浓度对PCE降解过程的影响。分别以硝基苯和四氯化碳为HO·探针和还原性自由基探针,证实了Fe~(2+)/SPC工艺中存在大量的HO·和少量的O_2~(·-);分别以异丙醇及氯仿为HO·及还原性自由基的清扫剂考察工艺的主体自由基,结果表明Fe~(2+)/SPC工艺降解PCE的主体自由基为HO.,并通过电子顺磁共振(EPR)试验证实了这一结果。结合实际地下水成分,考察了阴离子(Cl~-、HCO_3~-、SO_4~(2-)、NO_3~-)及腐植酸(HA)对PCE降解过程的影响,结果表明HCO_3~-、CI~-及HA均对降解过程有抑制作用,而SO_4~(2-)、NO_3~-对PCE降解没有显著影响。Cl~-浓度测定结果表明,催化降解过程能使PCE完全脱氯。采用Fe~(2+)/SPC催化降解工艺修复PCE污染地下水具有较好的应用前景,实际应用中应考虑药剂投加量、阴离子和腐植酸等的影响。     

硫酸根自由基对甲基橙的处理效果及机理

以甲基橙为目标物,研究基于硫酸根自由基的高级氧化技术对甲基橙的降解效果,同时分析pH及各类阴离子对甲基橙降解效果的影响。结果表明,n(过硫酸盐)∶n(甲基橙)为12、反应120 min后,甲基橙去除率达到51%。加入亚铁能极大加速甲基橙的去除率,n(甲基橙)∶n(Fe~(2+))∶n(S_2O_8~(2-))为1∶4∶12时,反应120 min后甲基橙去除率比单独过硫酸盐体系提高26%,前5 min甲基橙去除率即可达到42%。pH对Fe~(2+)/S_2O_8~(2-)体系或单独S_2O_8~(2-)体系降解甲基橙的影响较小。溶液中的NO_3~-对Fe~(2+)/S_2O_8~(2-)体系降解甲基橙基本无影响。Cl~-、H_2PO_4~-、CO_3~(2-)或HCO_3~-对Fe~(2+)/S_2O_8~(2-)体系降解甲基橙均有一定程度的抑制作用,且整体呈现抑制作用随阴离子浓度升高而增大的趋势。     

醋酸乙烯-乙烯乳液聚合反应的新型氧化还原引发剂研究

以新型绿色TBHP-Fe~(2+)-So E氧化还原体系替代传统H_2O_2-Fe~(2+)-ZFS/H_2O_2-ZFS引发体系进行醋酸乙烯-乙烯(VAE)乳液聚合反应研究。将TBHP-Fe~(2+)-So E体系与传统H2O2-Fe~(2+)-ZFS体系的引发效率进行对比,并考察了TBHP-Fe~(2+)-So E引发体系中各组分含量以及TBHP溶液进料流速对VAE乳液聚合动力学的影响,结果表明:当反应温度恒定为80℃时,TBHP-Fe~(2+)-So E体系与H_2O_2-Fe~(2+)-ZFS体系引发效率相近;TBHP与So E反应可生成具有引发活性的自由基,并且当微量的Fe~(2+)存在时,Fe~(2+)可提高TBHP-So E氧化还原对中自由基的产生效率;TBHP-Fe~(2+)-So E体系引发效率随着Fe~(2+)浓度、TBHP与So E摩尔配比和TBHP进料流速的增大而升高;当TBHP-Fe~(2+)-So E用量为单体总质量的0.25%时表现出较高的引发效率。     

饱和活性炭催化双氧水氧化处理染料废水生化出水

分别采用Fe~(2+)/H_2O_2、活性炭(AC)/H_2O_2、AC/H_2O_2/Fe~(2+)和再生AC四种体系对染料废水生化出水进行处理,分别考察了不同体系中,H_2O_2的投加浓度、n(H_2O_2)/n(Fe~(2+))、pH和反应时间及再生炭对废水处理效果的影响,并对处理效果进行对比。结果表明AC/H_2O_2/Fe~(2+)体系对废水COD的去除效果最好,去除率为64%,再生AC对废水色度去除率最高为94%。