基于UV-Vis吸收光谱的UDMH催化降解中间产物

为了研究偏二甲肼(UDMH)在Cu~(2+)/H_2O_2和Fe~(2+)/H_2O_2两种氧化体系中的降解效能及机理,研究了体系pH、温度、时间、氧化剂投加量四种因素对废水中偏二甲肼降解率的影响,利用紫外-可见光谱方法解析了氧化降解产物。重点对比分析pH为3,5,7,9时偏二甲肼在两种体系中的降解产物,探讨了偏二甲肼的降解氧化机理,结果表明:温度和氧化剂投加量对偏二甲肼的降解率影响不大,体系pH对偏二甲肼降解率影响显著,pH是控制偏二甲肼降解生成物种类的主要因素,Cu~(2+)/H_2O_2与Fe~(2+)/H_2O_2体系中偏二甲肼降解生成产物种类相似,酸性条件下产物少于较碱性和中性条件。Cu~(2+)/H_2O_2体系处于碱性条件时,对偏二甲肼的降解率较高但中间产物较多;Fe~(2+)/H_2O_2处于酸性条件时,降解效率高且中间产物较少。     

UV-Fenton方法处理偏二甲肼废水

利用UV-Fenton方法处理偏二甲肼(UDMH)废水,以废水中UDMH和化学需氧量(COD)的去除率为检测指标,通过正交实验确定了反应的主要影响因素以及最佳工艺组合,并比较研究了五种反应体系的降解情况,初步探讨了中间产物的变化规律.实验结果表明:常温下,H2O2为1.5 Qth(theoretical quantity),pH值在3.5左右,Fe2+与H2O2的摩尔比为110时,经过45 min的UV-Fenton氧化降解,UDMH废水(400 mg/L)中UDMH去除率可达到99%以上,COD去除率可达到95.8%.     

形稳阳极Ti/IrO_2-Ta_2O_5电Fenton法催化降解含酚废水

针对电芬顿(Fenton)降解含酚废水时,铁阳极Fe易溶解从而影响降解效率的问题,采用形稳阳极Ti/IrO_2-Ta_2O_5进行电Fenton降解含酚废水的研究。采用高效液相去谱法推测了Ti/IrO_2-Ta_2O_5阳极和Fe阳极电Fenton降解苯酚的中间产物和降解过程。结果表明,FeSO_4·7H_2O投加量0.1 g·L~(-1),H_2O_2投加量2.94 mmol·L~(-1),初始pH值3.5,电压5.0 V,降解时间2 min,苯酚和化学需氧量(COD)去除率分别达94.14%和40.74%。在相同初始pH值、电压和降解时间下,使用铁阳极,苯酚和COD的去除率分别为40.74%和26.41%。相比Fe阳极电Fenton过程,Ti/IrO_2-Ta_2O_5阳极电Fenton过程降解废水时具有H_2O_2投加量少、降解时间短、电解电压低,并且耗酸量少、处理效果好、电极不易溶解的优点。Ti/IrO_2-Ta_2O_5阳极和Fe阳极电Fenton降解苯酚的过程是相同的,但在相同降解时间内,Ti/IrO_2-Ta_2O_5阳极电Fenton法降解含酚废水效率较高,这是由于Ti/IrO_2-Ta_2O_5阳极电催化反应与Fenton反应形成协同效应,协同降解废水的效率大于单独Fe阳极Fenton反应降解废水的效率。     

RuO2-IrO2-SnO2／Ti电极电催化氧化降解苯酚废水

针对火炸药废水中所含苯酚类污染物排放量大、难降解的问题,以RuO_2-IrO_2-SnO_2/Ti为阳极、Ti为阴极,氯化钠为电解质,采用电催化氧化法对模拟含苯酚火炸药废水进行了研究。考察了氯化钠浓度、电流密度、pH值、苯酚废水初始浓度对苯酚去除率等的影响。在苯酚去除率最佳的条件下研究了总有机碳(TOC)、化学需氧量(COD)去除率随时间的变化。采用高效液相色谱法推测了降解苯酚的中间产物及过程。结果表明,在氯化钠浓度为13 g·L~(-1),电流密度为30 mA·cm~(-2),pH值为5,苯酚废水初始浓度为500 mg·L~(-1)的条件下,反应60 min,苯酚去除率可达99.85%。在苯酚去除率最佳的条件下,反应100 min,TOC和COD的去除率分别可达53.55%、59.37%。该电极易于催化ClO~-、·OH等活性基团与苯环发生亲电加成反应生成芳香族化合物,并迅速将其氧化降解为脂肪族化合物及CO_2和H_2O。     

Fenton氧化法深度降解HMX生产废水

采用Fenton氧化法对化工生产中的奥克托今(HMX)生产废水进行了处理。以HMX和化学需氧量(COD)去除率为目标,系统考察了H2O2浓度、pH值、FeSO4浓度、温度、时间等参数对HMX废水降解的影响规律。实验得到适宜的操作条件为:pH值3,温度20℃,H2O2投加量2 mol·L-1,分6次等量投加,FeSO4投加量为0.05 mol·L-1,反应时间1.5 h。在此工艺条件下,HMX废水的COD去除率为88.8%,HMX去除率为91.58%,处理后的废水可生化系数BOD/COD由原水的0.013提高至0.328,满足可生化处理的要求。     

偏二甲肼大气氧化生成亚硝基二甲胺(NDMA)的机理

为确定大气中偏二甲肼(UDMH)转化为亚硝基二甲胺(NDMA)的反应路径,采用量子化学方法对UDMH在大气中氧化生成NDMA的反应机理进行了研究,在B3LYP/6-311+G(d,p)和M06-2X/6-311+G(d,p)水平上对反应体系的反应物、中间体、过渡态及产物进行了几何构型优化和频率计算,在CCSD(T)/aug-cc-pVTZ水平下进行单点能校正,构筑了反应的势能剖面。结果表明,UDMH氧化反应引发的过程是一个脱氢或加氧过程;考虑到大气中氧化剂(HO·/O_3/O_2)的浓度,不同氧化剂引发UDMH反应速率的比例关系为v(O_3)≈10~4×v(HO·)≈10~8×v(O_2)。因此UDMH在大气氧化的引发过程中最主要是被O_3氧化,UDMH摘除氢原子后生成中间体(CH_3)_2NN(H)·(IM1)。IM1在大气环境中HO·、HO_2·及O_3作用下都可以转化为NDMA,臭氧参与过程将降低反应活化能,促进NDMA在大气中生成。     

用超重力技术强化O3/Fe(Ⅱ)工艺深度氧化降解苯胺废水

针对传统反应器存在臭氧传质效率低的问题,将旋转填料床(RPB)的超重力技术与O_3/Fe(Ⅱ)高级氧化法相耦合(RPB-O_3/Fe(Ⅱ))用于含苯胺(AN)废水的深度氧化降解,考察了超重力因子β、催化剂Fe(Ⅱ)投加量、O_3浓度,体系pH值及苯胺初始浓度对AN降解率和TOC去除率的影响,用液相色谱-质谱联用仪分析了AN降解过程的中间产物,探讨了AN的降解机理。结果表明,超重力因子的提高有利于AN的深度降解;体系pH值会影响臭氧化直接与间接反应以及催化剂Fe(Ⅱ)的存在形式,RPB-O_3/Fe(Ⅱ)体系拓宽了臭氧使用的pH范围;O_3浓度增加有利于提高AN降解效能,但臭氧利用效率降低。在超重力因子β为100,Fe(Ⅱ)浓度为0.8 mmol·L~(-1),O_3浓度为36 mg·L~(-1),pH值为3,AN初始浓度为200 mg·L~(-1)时,12 min苯胺去除率达100%,60min时TOC去除率可达73%。氧化降解苯胺过程的中间产物主要有硝基苯、对苯醌、马来酸和草酸,并推断了臭氧催化氧化降解苯胺的可能途径。     

超临界水氧化DNT废水动力学及影响因素研究

采用半连续化的超临界水氧化装置处理了二硝基甲苯(DNT)炸药废水,发现DNT去除率及其化学需氧量(COD)去除率随温度升高、停留时间延长而提高。在550℃、20 s、24 MPa、过氧量300%的条件下,DNT去除率和COD去除率分别能达98.89%、98.99%。而在425~550℃、时间0~20 s范围内,温度、时间对DNT去除率及COD去除率影响显著。在425~550℃、24 MPa、过氧量300%条件下,DNT反应级数为3.630,反应活化能为24.19 kJ·mol-1,指前因子为7.109×105s-1。     

ZnO/Pd光催化降解偏二甲肼废水

为提高ZnO光量子产率、拓展光谱吸收范围,促进光催化降解低浓度偏二甲肼废水,研究采用贵金属Pd修饰乙醇辅助水热法制备出纳米Pd/ZnO颗粒,并对其进行了X射线衍射、扫描电镜、X射线能谱和紫外-可见吸收光谱的表征。将所得ZnO/Pd分别在紫外光和太阳光下光催化降解偏二甲肼废水。结果表明,Pd大幅提高了ZnO紫外吸收性能,且将其吸收光谱范围拓展到400~800 nm的可见光区域。ZnO/Pd纳米粒子在紫外光下对偏二甲肼2 h最大降解率为76.8%,化学需氧量(C O D)的去除率能达到58.2%,在太阳光下偏二甲肼降解率为80.5%,COD的去除率能达到75.7%。因此,ZnO/Pd的光催化性能在太阳光下比紫外光下好,太阳光下偏二甲肼中间产物被分解得更快、更彻底。     

苯酚在Ti/IrO_2-Ta_2O_5电极上的电化学反应

采用循环伏安法研究了苯酚在Ti/IrO_2-Ta_2O_5电极上的电化学反应行为,通过高效液相色谱(HPLC)、总有机碳(TOC)测定仪、化学需氧量(COD)消解装置研究了该电极降解苯酚的效能。结果表明:苯酚在Ti/Ir O2-Ta2O5电极上的电化学反应主要发生在析氧反应区,而较高浓度苯酚可发生少量的不可逆的直接电化学氧化反应。在支持电解质浓度为5 g·L~(-1)、苯酚初始浓度100 mg·L~(-1)时,可获得较大的氧化峰电流和较高的电荷利用率。在苯酚初始浓度100 mg·L~(-1),电解质浓度5 g·L~(-1),反应时间120min,电流40 m A的适宜操作条件下,苯酚、COD、TOC去除率和平均电流效率(ACE)可分别达82%、49%、39%和24.5%。     

草酰肼二硝酸盐的合成及晶体结构

以草酸二乙酯和水合肼为原料,经取代、中和反应合成草酰肼二硝酸盐(OHDN),总收率为97%,并通过红外光谱、核磁共振、元素分析等进行了结构表征;研究了草酰肼在稀硝酸中的水解反应,确定了水解产物为草酸和硝酸肼;优化了OHDN合成条件,确定适宜的反应条件:温度为40℃,时间为2h;同时研究了OHDN在高温和室温水溶液中的稳定性,结果表明,OHDN在高温水溶液中化学稳定性差,而在室温水溶液中较为稳定;培养获得了OHDN·2H_2O单晶,结构分析表明:OHDN·2H_2O晶体结构属单斜晶系,空间群为P2(1)/n,a=0.4639(13)nm,b=1.0992(3)nm,c=1.0570(3)nm,V=0.5301(2)nm~3,Z=2,Dc=1.755 g·cm~(-3),F(000)=292,R_1=0.0855,wR_2=0.0895。     

Fenton氧化和光助Fenton氧化处理黑索今回收过程废水

采用Fenton氧化和光助Fenton氧化对黑索今回收过程废水处理进行研究,考察了FeS04浓度、H202浓度、pH、反应时间和反应温度等因素对处理过程的影响规律。结果表明：FeS04浓度和废水的pH值都存在最佳值,分别为FeS04 700 mg/L和pH 2.5;COD去除率随着H202浓度增大而增大,随温度的升高而降低;5 min反应基本完成;当H2 02浓度为100 mg／L反应温度为15℃时,COD去除率可达82.07%．在光助Fenton下,FeS04的适宜浓度降低为50 mg/L.     

旋转填料床强化Fenton试剂处理DNT废水实验研究

采用旋转填料床强化Fenton试剂处理DNT废水,确定了最佳工艺条件:Fe2+投加量为0.07mol/L,H2O2的投加量为0.53mol/L,pH值为1,温度为40℃,反应时间为5h,旋转填料床转速为1 500r·min-1;该条件下处理DNT废水,COD去除率达到98.57％,硝基化合物去除率达到97.64％,BOD/COD为0.62,后续处理可采用一般生化法;并对该最佳工艺条件进行放大化研究,为该法的工业化应用奠定基础.     

旋转填料床中O3/H2O2法处理TNT红水

研究了在旋转填料床中O3/H2O2法处理TNT红水的特性规律。考察了超重力因子β、O3/H2O2摩尔比、红水初始pH值、液气比等因素对红水化学需氧量(COD)去除率的影响。结果表明,随着pH值的增大超重力因子β对COD去除率的影响增大,β大于100后COD去除率增大趋势变缓;最佳初始pH值为11左右;H2O2与O3最优摩尔比为1左右;COD去除率随液气比增大呈先增大后减小的趋势,适宜的液气比为0.25。     

[Ba2(H2TNP)2(OH)2(H2O)2].(CH3CH2OH).2.5H2O配合物的合成、结构表征和热分析（英）

将NaHCO3与三硝基间苯三酚分散于蒸馏水中,加热搅拌制备出3,5二羟基2,4,6三硝基苯酚钠溶液,再与硝酸钡水溶液反应合成了3,5二羟基2,4,6三硝基苯酚钡盐。在乙醇的水溶液中培养得到了配合物([Ba2(H2TNP)2(OH)2(H2O)2]·(CH3CH2OH)·2.5H2O(H2TNP:3,5二羟基2,4,6三硝基苯酚盐),其化学式为C14H21Ba2N6O25.5。对其进行了元素分析和红外表征,利用单晶分析测定了晶体结构,晶体属于四角形晶系,空间群为I4(1)/amd,晶体学数据为:a=19.911(3)nm,b=19.911(3)nm,c=13.265(3)nm,V=5259.0(15)nm3,Z=8,对1092个衍射点R=0.0335。分子结构由二个氧桥联钡的二聚体单元组成。每个Ba原子是10配位,配位的氧原子分别为:8个来自4分子H2TNP,一个来自一分子H2O,一个来自氢氧根离子。金属原子由氧桥连成网状结构,非配位的水分子和乙醇分子位于晶体的空穴中。用DSC,TGDTG和IR技术研究了标题物的热分解机理,在550℃,分解残渣主要为BaCO3。     

过氧化氢检测用新型BODIPY探针的设计合成与性能

为提高荧光探针对过氧化爆炸物的检测性能,以过氧化爆炸物信号分子过氧化氢(H_2O_2)作为检测对象,以苯偶酰为识别基团,二氟化硼二吡咯甲烷(BODIPY)为荧光团,设计合成了一种新型荧光探针4-(4-硝基苯偶酰基)-氟硼二吡咯甲烷(BD-3),并表征其化学结构、探讨其检测性能。BD-3自身仅有微弱的荧光,其最大吸收和发射波长分别为500 nm和508 nm。当BD-3响应H_2O_2之后,基于光致诱导电子转移(PET)机理,荧光强度增强11倍,发射出强烈的绿色荧光,并且裸眼可视。同时,BD-3对H_2O_2线性响应范围为1.0×10~(-6)~1.0×10~(-4)mol·L~(-1),相关系数R=0.9998,检出限为0.9μmol·L~(-1)。另外,BD-3对H_2O_2的检测表现出较好的光稳定性和高的选择性。该新型探针具有光稳定性好、选择性高及对H_2O_2的荧光增强响应等优点,可满足复杂环境条件下过氧化爆炸物的现场检测需求。     

微波强化Fenton降解偏二甲肼废水

采用微波强化Fenton工艺处理了偏二甲肼废水,考察了微波功率、H₂O₂投加量、pH值、Fe2+与H₂O₂摩尔比等因素对废水处理效果的影响,通过正交实验确定了该工艺的最佳条件。结果表明,在微波功率280 W, H₂O₂(68.5 g·L-1)投加量4.0 mL、水样pH=4.0、Fe2+与H₂O₂摩尔比116、反应时间8.0 min的条件下,偏二甲肼废水COD去除率可达98.4%。     

TiB2粉末化学镀银工艺研究

采用化学镀银法制备Ag/TiB2复合粉末,系统研究NaOH,HCHO,NH.3H2O的加入量及反应时间等参数对包覆粉末质量的影响及TiB2表面改性对AgTiB2材料性能的影响。结果表明:NaOH和HCHO含量的增加可促进Ag的还原反应;pH值的大小对Ag的还原有显著的影响,pH值大可加快反应过程,使Ag的还原更加彻底;NH3.H2O在化学镀银过程中起稳定作用,随着NH3.H2O的增加,使反应液更为稳定,Ag不易发生自分解,但也导致镀银溶液中主盐的Ag不容易被还原,不能获得Ag均匀包覆的TiB2复合粉末;反应时间的延长对于反应后粉末中Ag含量的增加影响并不十分明显。采用化学镀的粉末所制备的Ag/TiB2复合材料的致密度、硬度和电导率分别提高了4.59%,12.20%和7.91%。     

CuO/Al2O3-O2降解偏二甲肼废水研究

偏二甲肼及其降解副产物有剧毒,在生产、运输和储存过程中产生的污水需要经过严格处理方可排放。使用一台微型固定床反应器,将O2作为氧化剂,用CuO/Al2O3作为催化剂对偏二甲肼废水进行降解处理,通过正交实验研究了废液进料速率、O2进气速率、反应温度和催化剂上 Cu 负载量对偏二甲肼转化率的影响。实验结果表明：偏二甲肼转化率可以达到99.99%。