KMnO4氧化降解雌酮反应动力学与氧化产物

为探讨KMnO_4氧化降解雌酮(E1)的效能和反应机理,在假一级条件下,研究KMnO_4氧化降解E1的动力学规律,利用三重四级杆串联线性离子阱液相-质谱联用仪(LC-MS/MS)对KMnO_4氧化降解E1的产物进行分析.结果表明,KMnO_4氧化降解E1符合假一级动力学规律,且假一级动力学常数Kobs(s-1)随着KMnO_4浓度的增加呈线性增加,二级反应动力学常数k(L·mol~(-1)·s~(-1))随着pH的升高而增大.通过与HOCl和O_3氧化E1对比,在中性p H附近,KMnO_4氧化E1的二级反应动力学常数与HOCl相当,但远低于O_3.然而,实际水体中KMnO_4的除污染效能明显高于HOCl和O_3,主要是由于HOCl和O_3在实际水体中的消耗速度比较快,有效剩余浓度低,而KMnO_4在实际水体中的消耗速度比较慢.LC-MS/MS测定KMnO_4氧化降解E1产物的结果表明,KMnO_4易氧化进攻E1苯环上的活性位酚羟基,形成一系列羟基化、醌型、羧酸化芳香开环产物,并且有效降低其内分泌干扰活性.     

GO/CoFe2O4催化过硫酸盐降解邻苯二甲酸二丁酯效能

为高效地去除水中环境激素类污染物,采用共沉淀法合成了氧化石墨烯负载钴尖晶石铁氧体(GO/CoFe_2O_4)催化剂,催化过硫酸盐(PMS)去除水中邻苯二甲酸二丁酯(DBP).采用SEM、TEM、XPS、XRD对催化剂进行表征,研究不同条件下催化PMS去除水中DBP的效果,提出催化PMS反应机理.结果表明,GO/CoFe_2O_4为颗粒状尖晶石结构,室温下,DBP初始浓度为2μmol/L、催化剂投量为0.1 g/L、PMS浓度为20μmol/L、pH为7时,GO/CoFe_2O_4催化PMS体系对DBP的去除率可达89%,使用5次后催化效果仅降低5%.该新型复合催化剂高效、具有磁性、方便回收,具有良好的工程应用前景.     

N掺杂Co3O4纳米片的制备以及活化过一硫酸盐的性能研究

采用牺牲模板法合成N掺杂Co₃O₄纳米片（N-Co NS）,通过透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）和光电子能谱（XPS）对制备材料的形貌结构、化学组成进行分析,并通过催化活化过一硫酸盐（PMS）降解水中双酚A （BPA）来探究催化剂的催化性能.实验结果表明与Co₃O₄纳米颗粒（Co NP）、Co₃O₄纳米片（Co NS）相比,N-Co NS表现出了较高的催化性能.在PMS浓度为2 mmol·L^-1、BPA初始质量浓度为50 mg·L^-1的反应条件下,N-Co NS在10 min内完全降解水中的BPA,表明N掺杂和二维纳米片结构有利于催化剂性能的提升.通过pH及离子影响实验证实N-Co NS在复杂水化学环境中仍具有较高的活性.此外结合自由基捕获实验和电子顺磁共振（EPR）测试证实反应体系中产生了高氧化活性的羟基自由基和硫酸根自由基.     

LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2与LiMn2O4共混正极材料电化学性能

为开发具有优良循环性能和安全性能的大型锂离子电池的正极材料,将不同比例的LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2和Li Mn2O4材料进行共混,研究了LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2和Li Mn2O4共混以及共混比例(10∶0、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5、0∶10)对锂离子电池的首次放电性能、循环性能和倍率性能以及交流阻抗和循环伏安曲线的影响,并采用扫描电镜对电极材料进行了表征.研究结果表明,共混比例会影响材料的电化学性能,8∶2,7∶3和6∶4配比的混合材料的体积比容量、循环性能和倍率性能要好于纯LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2和Li Mn2O4材料.其中,8∶2配比的材料性能最好.     

纳米CuFe2O4活化过一硫酸盐降解诺氟沙星性能

为研究使用过一硫酸盐(PMS)的高级氧化技术去除水体中微量有机污染物的高效可行方法,通过柠檬酸辅助溶胶-凝胶法制备纳米CuFe_2O_4材料,以其为非均相催化剂,探究CuFe_2O_4/PMS体系对诺氟沙星(NFX)的降解性能.采用X射线衍射仪、电子透射显微镜、BET手段对材料进行表征,考察煅烧温度对纳米CuFe_2O_4结构及催化性能的影响,并试验纳米CuFe_2O_4的重复使用性和稳定性.探讨纳米CuFe_2O_4投加量、PMS浓度、溶液初始pH对CuFe_2O_4/PMS体系降解NFX性能的影响,并探究该体系的氧化活性物种及降解机理.结果表明:制备纳米CuFe_2O_4的最佳煅烧温度为400℃,该温度下纳米CuFe_2O_4晶型较好,比表面积较大,且表现出较高的催化活性;在纳米CuFe_2O_4/PMS体系中,控制NFX初始质量浓度为5 mg/L,最适宜的反应条件为:纳米CuFe_2O_4投加量为0.1 g/L、PMS浓度为0.5 mmol/L、初始溶液pH为9.5,该条件下反应30 min后NFX的去除率高达99%;纳米CuFe_2O_4能有效活化PMS生成·OH和SO_4~-·,SO_4~-·是实现NFX快速降解的主要活性物种.     

Fe2(SO4)3对活性污泥微生物活性的影响

为了解Fe₂(SO₄)₃作为絮凝剂对活性污泥中微生物活性的影响,向活性污泥系统中投加质量浓度为20、40、60、80,100 mg·L-1的Fe₂(SO₄)₃,反应4 h后测定活性污泥的脱氢酶活性、比耗氧速率(R_SOU)、胞外聚合物(EPS)及各组分含量,同时测定系统出水的COD等各项指标．结果表明:Fe₂(SO₄)₃质量浓度在20～60 mg·L-1时对活性污泥的脱氢酶活性、R_SOUEPS及各组分含量影响均不大,此时污水中COD、TP、UV₂₅₄等污染物随Fe₂(SO₄)₃质量浓度增加而有较大幅度去除．Fe₂(SO₄)₃质量浓度为80 mg·L-1时,污泥的脱氢酶活性、R_SOU、总EPS含量均明显下降．当Fe₂(SO₄)₃质量浓度增加到100 mg·L-1时,污泥的脱氢酶活性、R_SOU进一步受到抑制,而总EPS含量则大幅度提升．此时污水中COD、TP、UV₂₅₄等污染物去除率增加幅度变缓,SCOD及NH₃-N去除作用有所下降．     

UV-H2O2工艺降解饮用水中内分泌干扰物-双酚A

针对饮用水中内分泌干扰物双酚A对环境造成的污染问题,采用UV、H2O2及UV-H2O2联用工艺去除饮用水中双酚A.研究表明,单独的H2O2不能有效氧化去除BPA;单独UV光照射对BPA有一定去除效果,但去除率有限;而UV-H2O2联用工艺对饮用水中BPA具有很好的去除效果.在原水BPA质量质量浓度为1 mg/L左右、UV光强133.9μW/cm2、H2O2投加量10 mg/L和反应时间40 min条件下,BPA的去除率可达到98.3%.UV-H2O2联合工艺降解饮用水中BPA的动力学方程式可表达为ρ=ρe-(0.0002[H2O2]1.0002[UV]0.8048)t,该模型可较好模拟UV-HO联合工艺对BPA的降解效果.     

基于双金属MOFs 制备Co3O4/In2O3 复合物及其气敏性能的研究

以硝酸铟(In(NO₃)₃·xH₂O)、对苯二甲酸(H₂BDC)、六水合硝酸钴(Co(NO₃)· 6H₂O) 为原料, 首先采用一锅油浴法合成了含有Co²⁺ 的铟基金属有机框架材料(MOFs) Co²⁺/CPP-3(In) 材料, 然后在450 ℃ 下焙烧制备Co₃O₄/In₂O₃ 复合物气敏材料, 将Co₃O₄/In₂O₃ 复合物的粉体制作成传感器, 并对其气敏性能进行研究。利用扫描电子显微镜和X 射线衍射仪(XRD) 对双金属MOFs Co²⁺/CPP-3(In) 材料和Co₃O₄/In₂O₃ 复合物进行表征, 采用静态配气法测试其气敏性能。结果表明, Co₃O₄/In₂O₃(n_Co : n_In = 0.4 : 1) 样品的形貌保留了其MOFs 前驱体的棒状结构, 棱柱形框架更为突出, 表面呈凹陷状, 棒体中间粗两边细, 六角截面和棒体均布满了孔洞。结合EDX 和XRD 表征结果, Co²⁺/CPP-3(In) MOFs 前驱体完全转化成Co₃O₄/In₂O₃ 复合物; Co₃O₄/In₂O₃(n_Co : n_In = 0.4 : 1) 复合物在 70 ℃ 下对5×10^-6 H₂S 的气敏性能最优, 响应值达到153, 是同条件下纯备In₂O₃对H₂S 响应值的5 倍, 并且有较好的重复性、选择性和稳定性。     

TiO2/ML-Ti3C2复合纳米材料的制备及其光催化性能

通过水热技术在二维(2D)多层材料Ti_3C_2 (multi-layer Ti_3C_2, ML-Ti_3C_2)的表面及层间原位晶化和生长锐钛矿相TiO_2纳米球,制备出TiO_2/ML-Ti_3C_2复合纳米材料。采用XRD、SEM、氮吸附等表征技术对TiO_2/ML-Ti_3C_2纳米复合材料进行分析表征,并以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物,对纯TiO_2和TiO_2/ML-Ti_3C_2复合纳米材料的光催化性能进行了评价。实验结果表明,两种材料的耦合抑制了Ti O_2中光生电子-空穴对的湮灭,延长了复合光催化剂中载流子寿命,拓宽了复合材料的光谱响应范围。在紫外光照射下,以TiO_2/ML-Ti_3C_2复合纳米材料为光催化剂,200 mg/L的MB溶液在20 min内几乎完全脱色,降解率为98.98%。TiO_2/ML-Ti_3C_2纳米复合材料的光催化性能优于纯TiO_2和Ti_3C_2, Ti_3C_2优异的电子传输能力和超强的吸附性能优化了TiO_2的光催化性能。本研究为使用光催化技术处理废水提供了一种新的思路,具有一定的实际应用前景。     

紫外降解四溴双酚A影响因素及动力学研究

采用紫外（UV）光解技术作为四溴双酚A（TBBPA）工业废水的预氧化技术,考察了光照时间、pH值、TBBPA浓度、紫外辐射强度等因素对降解TBBPA效果的影响。结果表明：紫外光解可有效改善TBBPA工业废水的可生化性,在pH=11、TBBPA初始浓度为50 mg/L,紫外辐射强度为8mW/cm2,温度控制在25℃条件下,反应210 min,B/C可提高至0.28。同时,各影响因素下TBBPA动力学降解特性的研究表明,TBBPA的光解过程符合一级反应动力学模型。     

高锰酸钾氧化氧氟沙星的动力学研究

为探讨氧氟沙星在水环境中氧化降解的趋势,采用水处理常用的氧化剂高锰酸钾,研究氧氟沙星被高锰酸降解的效能和动力学规律,并讨论高锰酸钾浓度、pH、温度等因素对反应速率常数的影响．结果表明,高锰酸钾对氧氟沙星的氧化过程符合二级反应动力学模型,在高锰酸钾过量的情况下,氧化反应的假一级反应动力学常数Kobs=0.000 092［KMnO₄］-0.002 72．pH对反应速率常数有显著影响．温度对反应速率也有影响,随着温度的升高,高锰酸钾氧化氧氟沙星的反应速率增加,高锰酸钾氧化氧氟沙星的反应表观活化能Ea=30.463 3 kJ·mol-1,该反应在一般水处理条件下较容易发生．     

高锰酸钾氧化去除水中三氯生动力学研究

为了揭示高锰酸钾氧化去除水中三氯生的动力学规律,通过烧杯试验研究得出高锰酸钾氧化三氯生的反应速率常数,同时探讨高锰酸钾浓度、pH、温度等因素对反应速率常数的影响.试验结果表明：不同高锰酸钾浓度下,三氯生能够被迅速氧化,氧化三氯生的反应符合二级反应动力学,二级反应动力学常数K=0.331 6 mL.s-1.mol-1.p...     

高锰酸钾对UV/PMS降解六氟双酚A影响

为考察高锰酸钾(KMnO_4)耦合紫外催化过一硫酸盐(PMS)对六氟双酚A(BPAF)去除效能,研究水体pH、PMS浓度和KMnO_4投加量对UV/PMS/KMnO_4体系去除六氟双酚A的影响,并在实际水体中对比UV/PMS及UV/PMS/KMnO_4对六氟双酚A的去除效果.结果表明,KMnO_4能够有效地促进UV/PMS对BPAF的去除.UV/PMS/KMnO_4对BPAF的去除率随PMS投加量的增加而增加.KMnO_4投加量的增加(0~1.5μmol/L)能够促进BPAF的降解,但是当达到一定浓度时,其促进作用不再提高.在偏中酸性条件下,BPAF的去除率随着pH增加而降低,但是当pH在碱性条件下,BPAF的去除率随pH增加而显著增加.在4种实际水体中,UV/PMS/KMnO_4工艺比UV/PMS对BPAF的去除率高12%~14%,这种促进可能是由于氧化体系中产生的中间价态锰的催化氧化作用.     

高锰酸钾与氯胺联用强化消毒技术试验研究

以总大肠菌群、细菌总数作为检测指标,以实验室配水为试验水样,观察了高锰酸钾和氯胺单独和联用灭活水中微生物的效果,探讨一种发挥高锰酸钾和氯胺优势的饮用水消毒方法．结果表明,高锰酸钾和氯胺联用对指示微生物灭活效果好于这两种消毒剂单独使用的效果．Berenbaum公式计算证实,高锰酸钾和氯胺联用在降低微生物指标上的作用均为协同作用。     

高锰酸钾对水中苯酚去除机制的研究

通过高锰酸钾及其氧化中间产物－新生态水合二氧化锰对粉的去除研究，表明KMnO4及新生态水合MnO2对水中苯酚均有一定的去除作用，反映出在一定条件下，新生态水合二氧化锰在高锰酸钾去除有机污染物的过程中能起到一定的辅助作用，从而也从反应机理上论证了KMnO4的除酚作用机制，即KMnO4对酚的去除既有KMnO4本身的氧化作用也有其氧化产物－水合二氧化锰的吸附及催化氧化作用。     

用高锰酸钾去除松花江水中微量苯酚的动力学及其机理

本文通过实验研究了高锰酸钾去除松花江水中微量苯酚的动力学规律及其效果,建立了水处理条件下高锰酸钾氧化苯酚的表观动力学方程并预测了氧化机理。结果表明,用高锰酸钾氧化除酚,不仅是热力学有利的,而且在动力学上也是可行的。     

高锰酸钾复合药剂对饮用水中浊度色度强化去除效能的研究

在对高锰酸钾复合药剂预处理工艺去除水中色度效果的研究中发现：高锰酸钾复合药剂预处理工艺对水中色度的去除效果十分理想,对水中色度的浊度和去除效果要远远好于单独投加聚合氯化铝,聚合硫酸铁和氯化铁工艺对色度和浊度的去除效果。     

中间价态锰强化KMnO4氧化降解三氯生

为验证中间价态锰在KMn O4氧化降解广谱杀菌剂三氯生过程中的强化作用,在不同p H假一级动力学实验条件下,研究KMn O4氧化降解三氯生的动力学规律,考察外加络合剂对KMn O4氧化降解三氯生的影响,评价还原剂Mn(II)在KMn O4氧化降解三氯生过程中的作用.结果表明,KMn O4氧化降解三氯生符合假一级动力学规律,且假一级速率常数Kobs(s-1)随KMn O4浓度的增加呈线性增加.通过KMn O4浓度与Kobs得到的二级反应速率常数k(L·mol-1·s-1)随p H先升高后降低,在三氯生p Ka=8.1附近时最大.络合剂和天然水体的背景成分通过其配位作用,使得KMn O4氧化过程中产生的中间价态锰稳定性增强,强化KMn O4氧化降解三氯生.紫外-可见光谱扫描结果进一步表明,络合剂的强化作用主要是KMn O4氧化过程中生成具有强氧化性Mn(III)的贡献,同时络合剂存在条件下,Mn(II)能够催化KMn O4氧化降解三氯生.     

高锰酸钾复合药剂去除水中微量酚类化合物的效能研究

以苯酚及2,4-二氯酚为代表,系统研究了高锰酸钾复合药剂对纯水中量酚类化合物的去除效能,并对苯酚和2,4-二氯酚的作用效果进行了对比研究,考察高锰酸钾复合药剂对不同酚的去除效果,结果表明高锰酸钾复合药剂对水中微量苯酚和2,4-二氯酚具有较好的去除效果。