Co/g-C3N4复合催化剂活化过一硫酸盐高效去除环丙沙星的性能研究

以三聚氰胺、三聚氰酸和硝酸钴为原料，采用高温煅烧法制备出复合型催化剂(Co/g-C₃N₄),用其活化过一硫酸盐(PMS)降解环丙沙星(CIP)。考察了各因素对Co/g-C₃N₄活化PMS去除CIP的影响。结果表明，Co/g-C₃N₄质量浓度为0.5 g/L、PMS浓度为2 mmol/L、溶液初始pH为7、CIP初始质量浓度为5 mg/L、温度为30℃时，CIP在45 min内的去除率可达99.5%;催化剂在5次循环利用后对CIP的去除率仍有83.3%,表明Co/g-C₃N₄的可重复利用性和稳定性良好。自由基淬灭试验表明，Co/g-C₃N₄活化PMS去除CIP的机制包括自由基途径(SO₄·^-、·OH)和非自由基途径(¹O₂、O₂·^-),其中主...     

Cu/Co掺杂多孔炭活化过硫酸盐降解水中硝基酚研究

以MOF-74为模板制备了Cu/Co双金属掺杂多孔炭催化剂。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N₂物理吸附/脱附等对催化剂结构进行了表征。研究并阐释了Cu/Co双金属掺杂多孔炭催化剂活化过一硫酸盐(PMS)氧化降解4-硝基酚性能及机理。结果表明，在投加100 mg·L^-1催化剂、2 g·L^-1 PMS、初始pH为6时，15 min内硝基酚(60 mg·L^-1)去除率达98%以上。降解反应符合伪一级反应动力学模型。催化剂循环反应4次，降解率均高于90%。猝灭实验及电子顺磁共振分析表明自由基(·SO₄^-、·OH、·O₂^-)和非自由基(¹O₂)均参与了降解反应。在反应过程中，Co²⁺/Co³⁺和Cu+/Cu²⁺的氧化还原循环有效活化了PMS并促进活性氧化物种的生成，从而提升了催化剂...     

新型Cl~-活化过一硫酸盐法降解磺胺甲恶唑研究

研究了Cl~-对过一硫酸氢盐(KHSO_5·0.5KHSO_4·0.5K_2SO_4,PMS)的活化效能,并在PMS-Cl~-体系中降解磺胺甲恶唑(SMX)。结果表明,PMS的浓度为2.5 mmol/L,SMX的初始浓度为50 nmol/L,Cl~-的浓度为100 mmol/L和pH=7的条件下,60 min内SMX降解率可达到100%。SMX降解速率随着PMS含量、初始pH增加而加快。腐殖酸对PMS/Cl~-体系氧化降解SMX没有明显影响;低浓度Cl~-(50 mmol/L)对降解SMX有抑制作用,而高浓度Cl~-( 50mmol/L)对降解SMX有促进作用。PMS-Cl~-体系Cl~-与PMS反应生成非自由基型活性物种HOCl,对SMX降解过程有一定的矿化作用,并可以有效降低SMX的抗菌活性(大肠杆菌为受试菌种)。     

类普鲁士蓝的制备及其活化PMS降解双酚S

通过简单共沉淀法合成了类普鲁士蓝化合物(CoFe-PBA)，用于活化过一硫酸盐(PMS)降解有机污染物双酚S (BPS)。使用扫描电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱等手段对Co Fe-PBA进行表征，结果表明Co FePBA由紧密结合的Co₃[Fe(CN)₆]₂构成，为纳米级，表面均匀分布着C、Fe、Co、O元素，具有丰富的活性位点。催化剂投加量300mg/L、PMS投加量400mg/L、p H=5.89条件下，Co Fe-PBA/PMS降解体系40min内去除73.77%的BPS，对酸性和共存离子(SO₄^2-、NO₃^-和Cl^-)敏感，碱性环境能促进PMS快速活化，重复实验显示该体系具有良好稳定性，使用4次后仅下降26.70%，活化性能优于其他材料。机理分析表明，CoFe-PBA与PMS相互作用，作用过程中改变了金属位点价态，发生电子转移，产生各种活性物质降解BPS，其主要作用活性物种为¹O...     

还原氧化石墨烯膜负载Co3O4活化过硫酸氢钾降解罗丹明B

以RGO(还原氧化石墨烯膜)为载体,采用水热法制备RGO/Co₃O₄高效复合催化剂。通过XRD(X射线衍射仪)、SEM(扫描电子显微镜)和XPS(X射线光电子能谱仪)等手段对复合催化剂的结构、形貌和化学组成等进行表征,并以RhB(罗丹明B)为降解物评价复合催化剂活化PMS(过硫酸氢钾)的反应活性。另外,考察了PMS质量浓度、RhB初始质量浓度、pH值及温度对催化剂活化PMS降解RhB的影响。结果表明：在PMS质量浓度为100 mg/L、RhB初始质量浓度为10 mg/L、pH值为7、温度为25℃时反应18 min对RhB降解率为98%。自由基捕获实验结合ESR(电子顺磁共振)结果表明体系中同时存在SO₄^-·和HO·2种活性自由基。循环实验结果显示催化剂经过5次循环使用后对RhB的降解率仍保持90%以上,显示优异的循环稳定性。     

改性沸石异相催化过硫酸氢钾降解罗丹明6G研究

通过水热法制备Co改性沸石催化剂(Co/沸石),采用SEM、XRD、FTIR和BET等对制备的产品进行了表征,并利用其催化过硫酸氢钾(PMS)降解染料罗丹明6G。实验结果表明,Co/沸石可以高效催化PMS降解罗丹明6G。提高Co/沸石和PMS浓度,罗丹明6G降解效率增大;溶液初始pH在5～11范围内,均可获得较高的降解率;HCO_3ˉ对降解反应具有抑制作用;提高反应温度,有利于降解反应的进行。SO_4~(·-)和~1O_2是降解反应的主要活性氧物种。Co/沸石在重复利用3次后仍具有较好的催化性能。     

氮掺杂石墨碳负载Fe–Mn普鲁士蓝类似物衍生的FeMnO的制备及活化单过硫酸盐去除罗丹明B

非均相催化剂活化单过硫酸盐(PMS)是一种有效的有机污染物降解技术,但硫酸根自由基(SO₄~–·)受限于较高的氧化还原电位难以得到有效激活。采用高温碳化法合成了过渡族双金属氧化物(Fe_0.099Mn_0.901O/Fe Mn₂O₄)氮掺杂碳纳米片催化剂,在PMS活化体系中,FeMnO@C在10 min内对罗丹明B(RhB)的降解效率达到95.5%。FeMnO@C催化剂表面Mn、Fe离子之间的氧化还原循环过程同PMS自分解后产生的一系列自由基,使得FeMnO@C保持优异的催化降解性能。捕获实验表明¹O₂是主要贡献自由基。此外,FeMnO@C催化剂磁性可回收具有良好的循环稳定性,在连续5次循环后仍保持84.7%的Rh B去除率。     

羟胺强化Fe(Ⅱ)/过一硫酸盐体系降解氯酚的研究

利用羟胺(HA)强化Fe(Ⅱ)/过一硫酸盐(PMS)体系处理对氯苯酚(4-CP)溶液,考察了HA浓度、Fe(Ⅱ)浓度、PMS浓度和pH等对该体系降解4-CP效能的影响。结果表明:在反应时间为10 min,Fe(Ⅱ)浓度为5.0μmol/L,PMS浓度为0.4mmol/L和pH为3.0的条件下,0.2 mmol/L HA可将4-CP的去除率从6.77%提高到89.67%;该体系的降解效能与HA浓度、Fe(Ⅱ)浓度和PMS浓度成正比;较低的Fe(Ⅱ)浓度即可快速、持续地降解4-CP;最佳摩尔比n(HA)∶n(PMS)为1∶1,最佳pH为3.0~5.0;通过投加自由基专属捕获剂甲醇和叔丁醇,判定硫酸根自由基(SO·-4)为该体系主要的活性物种。     

铁酸锰-石墨烯气凝胶活化PMS降解酸性红B

用水热法和冷冻干燥法制备了MnFe_2O_4-rGO气凝胶催化剂,活化过一硫酸盐(PMS)产生强氧化性的硫酸根自由基(SO_4~(·-))氧化降解酸性红B。用SEM、XRD、FTIR、拉曼光谱仪、N2吸脱附等温仪对该催化剂进行表征,考察催化剂投加量、PMS浓度、初始pH对酸性红B降解效果的影响。结果表明,当催化剂投加量为0.15 g/L、PMS浓度为0.6 mmol/L、pH为7时,反应30 min后酸性红B的降解率为91.5%;且pH适用范围广,pH在3～9时降解率均在82%以上。投加自由基捕获剂叔丁醇和甲醇,结果表明在MnFe_2O_4-rGO气凝胶/PMS体系中起氧化降解作用的主要活性物质是SO_4~(·-)。紫外可见光谱表明酸性红B分子中的萘环结构和偶氮键被氧化;TOC表征结果表明MnFe_2O_4-rGO气凝胶/PMS体系对酸性红B的矿化率为30.8%。     

核壳式碳包覆纳米普鲁士蓝活化过一硫酸盐降解磺胺嘧啶

为遏制水中磺胺类药物污染问题，采用碳包覆技术合成了一种新型核壳式纳米普鲁士蓝(C-PBA)用于活化过一硫酸盐(PMS)降解水中常检出有机污染物磺胺嘧啶(SDZ)。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外吸收光谱仪(FTIR)分析测试了C-PBA的微观形貌、晶体结构和表面官能团等物理化学性质。系统研究了pH、共存阴离子、循环再生次数对C-PBA活化PMS降解SDZ的影响。结果表明，当PMS和C-PBA的投加量分别为0.5 mmol/L和0.2 g/L时，体系在15 min的反应时间内对10μmol/L SDZ的去除率为100%;催化体系能够较好地抵抗极端pH和水中共存阴离子的干扰。催化机理研究表明，Co/Fe氧化还原双循环能够促进主要活性物种SO^-₄·和表面结合自由基的产生。循环再生试验、金属离子溶出测试和生态毒性计算结果表明，C-PBA是一种具有广阔应用前景的新型PMS催化剂。     

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。     

离子热碳化制备Fe/N共掺杂生物炭及其催化性能研究

以铁基离子液体[BMIm]FeCl₄和木质纤维类生物质废弃物为前驱体,采用离子热碳化方法制得铁/氮共掺杂生物炭（Fe-N/BC）催化剂,并对其性质进行了表征。研究了Fe-N/BC催化剂活化过一硫酸盐（PMS）处理有机污染物罗丹明B和双酚A的性能,并对Fe-N/BC催化剂进行了吸附实验、催化动力学实验和自由基淬灭实验。结果表明,Fe-N/BC为包覆有铁金属纳米颗粒的氮掺杂石墨化碳材料,空泡结构和发达的孔隙结构使其具有很强的吸附性能,60 min后才达到吸附平衡,吸附50%的双酚A;加入氧化剂过一硫酸盐后,30 min后对双酚A的降解率达到95.5%,远远快于氮掺杂生物炭（N/BC）材料和生物炭（BC）。Fe-N/BC活化PMS降解双酚A过程中对pH不敏感,反应方式主要通过非自由基路径实现。     

可见光激发Bi2MoO6活化PMS降解盐酸四环素

为了利用半导体光催化和硫酸根自由基高级氧化技术协同作用处理抗生素废水,采用溶剂热法制备三维结构的钼酸铋(Bi₂MoO₆)微球,并在可见光照射下激发Bi₂MoO₆进而活化过一硫酸氢盐(PMS)处理含盐酸四环素(TC)废水。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等对样品形貌特征、晶格结构、光学性能进行表征。结果表明,Bi₂MoO₆纳米片组成的三维微球具有良好的吸附和可见光催化降解TC能力,活化PMS协同作用可以进一步提高系统降解TC的效率。通过静态实验,考察催化剂使用量、PMS初始浓度、环境共存阴离子(Cl^-、CO^2-₃、NO^-₃)和腐殖酸(HA)对可见光激发Bi₂MoO₆活化PMS降解TC性能的影响。自由基捕获实验表明,·OH、SO^-₄·、O^-₂·和h⁺等活性基团在可见光激发Bi₂MoO₆活化PMS催化降解TC过程中都做出了贡献。     

基于硫酸根自由基的高级氧化法处理染料废水的研究

本文对紫外光活化过硫酸钾技术处理亚甲基蓝模拟染料废水进行了研究。结果表明,紫外光/过硫酸钾对于亚甲基蓝降解有明显的促进效果,在过硫酸钾浓度为50 mmol·L~(-1)、亚甲基蓝初始浓度为50 mg·L~(-1)、反应温度为40℃、光照时间为10 min的条件下,亚甲基蓝降解率最大,为95.03%。硫酸根对染料废水降解有少许的抑制作用,亚铁离子在0.6 mmol·L~(-1)以下的浓度范围内对降解有促进作用。     

Cu/Co复合氧化物催化降解正庚烷研究

采用不同沉淀剂及Cu/Co比例,以共沉淀法制备了系列Cu/Co复合氧化物催化剂。对制备的催化剂进行XRD、SEM、H2-TPR和O2-TPD表征,探究了不同沉淀剂对催化剂物理化学性质的影响,结果表明以氨水为沉淀剂制备的催化剂氧化还原性较强且具有更多的化学吸附氧。在反应空速15000h-1,氧气浓度10%,温度150-275℃条件下,在固定床连续反应器-气相色谱在线检测装置上考察了Cu/Co催化剂对正庚烷的催化燃烧降解活性,结果表明,Cu1Co4催化剂(n(Cu):n(Co)=1:4)活性最优,温度为185.61℃时其对正庚烷转化率达90%。Cu1Co4寿命实验结果表明其稳定性良好,XRD表征及热重分析(TG)结果表明反应前后催化剂结构稳定且表面无积碳生成。     

辉光放电电解等离子体降解模拟染料废水碱性紫16的研究

用辉光放电电解等离子体(GDEP)技术对模拟染料废水碱性紫16的降解过程进行了研究。通过对电流电压曲线分析,阐述了各阶段变化趋势成因,确定产生辉光放电电压为450 V左右。采用紫外分光光度法对不同降解时间下碱性紫16脱色率进行了分析,结果表明,在600 V电压下,20 mg·L~(-1)碱性紫16可在40 min时脱色率达97.8%,整个降解过程符合一级动力学反应的特征。加入2 g·L~(-1)FeCl2后,促进了HO·的生成速度,使100 mg·L~(-1)碱性紫16在40 min时脱色率达到95.4%。碱性紫16在GDEP降解下,经共轭结构的破坏,助色团最终被矿化为CO2和H2O,其中HO·起到了关键性作用。     

臭氧/过一硫酸盐在磷酸盐缓冲液中降解阿特拉津实验研究

在磷酸盐缓冲液中考察不同条件下臭氧/过一硫酸盐(O_3/PMS)降解阿特拉津(ATZ)的效果并对其降解机理进行探讨。结果表明,在p H为8的磷酸盐缓冲液中,反应体系温度为20℃,PMS、O_3的浓度分别为10、20μmol/L时,O_3/PMS体系5 min即可将2.5μmol/L的ATZ全部降解完毕。O_3/PMS降解ATZ过程中,磷酸盐是一种优质的缓冲剂,对PMS有激发作用,且表现为酸性条件下激发效果优于碱性条件。无论在酸性还是碱性条件下,O_3/PMS降解ATZ过程中都以自由基氧化降解为主,O_3直接氧化降解比例为6%~7%,酸性条件下以SO_4~(·-)氧化降解占主导地位,中性条件下以HO~·和SO_4~(·-)共同氧化降解且以HO·氧化降解为主,碱性条件下以HO~·和SO_4~(·-)共同氧化降解,且HO·和SO_4~(·-)氧化降解比例接近1:1。     

金属负载沸石催化氧化苯酚的研究

本文采用浸渍法制备得到一系列过渡金属(Fe、Cu、Mn等)负载的改性沸石(ZSM-5)催化剂,并以苯酚为目标污染物,考察溶液初始pH值、苯酚初始浓度、催化剂投加量、H_2O_2投加量等因素对催化降解苯酚效果的影响。Fe-Mn-Cu-ZSM-5催化剂在pH=2-8范围内均能高效催化氧化苯酚废水。处理浓度为100 mg·L~(-1)的苯酚时,加入1 m L/L 30%H_2O_2和2g/L Fe-Mn-Cu-ZSM-5催化剂,在紫外光照下反应60 min,其苯酚去除率大于90%。通过分析Fe-Cu-Mn-ZSM-5催化氧化苯酚的UV-VIS谱图和参考有关的文献,推断其反应机理为羟基自由基机理和光生空穴氧化机理的结合。     

LaCoO3钙钛矿活化过一硫酸盐降解萘普生

在催化活化过一硫酸盐(PMS)降解水中污染物的反应中,通过添加钴基钙钛矿提高反应效率。利用溶胶凝胶法制备了LaCoO₃钙钛矿,通过实验评估LaCoO₃/PMS体系对非甾体抗炎药萘普生（NAP）的降解效果。分析了LaCoO₃投加量、PMS投加量、反应初始pH、Cl^-浓度和腐殖酸（HA）对NAP去除率的影响以及该体系的矿化能力。结果表明NAP降解的反应速率随LaCoO₃和PMS投加量增加而增大;反应初始pH在5.0时NAP降解效果最好;溶液中存在Cl^-对降解有促进效果,且Cl^-浓度越大促进效果越明显;腐殖酸（HA）对反应有一定程度的抑制效果;LaCoO₃在重复利用5次时仍有较好的稳定性。此外,自由基淬灭实验结果表明在LaCoO₃/PMS体系中SO₄^·-为主要活性物质。     

O3/H2O2高级氧化技术对实验室有机废水处理研究

O_3/H_2O_2高级氧化技术具有氧化能力强和无选择性等优点,被广泛用于高浓度、难降解和有毒有害的有机废水处理。考察了O_3/H_2O_2高级氧化技术在不同的处理条件(臭氧投加量、H_2O_2投加量、p H值、反应时间)下对实验室高浓度有机废水中COD的去除率影响,并通过页岩气采出水验证,结果表明:当臭氧投加量为40 mg·L~(-1)、双氧水投加量为0. 7 mg·L~(-1)、p H值为5、反应时间为40 min时,其COD去除率达90. 41%,可排入城市管网;在相同条件下处理COD浓度为1426 mg·L~(-1)的页岩气采出水,COD去除率达88. 3%。