改性生物炭活化过硫酸盐应用及机理研究进展

生物炭（BC）由于活化性能良好、成本低且绿色环保，广泛应用于活化过硫酸盐（PS）去除水中难降解有机污染物。不同的改性修饰方法可以丰富BC表面活性位点，进一步增强BC的理化性质，提高活化性能与稳定性。首先，综述了生物炭应用于活化PS的改性方法；其次，总结了BC激活PS的反应活性位点，PS活化的自由基与非自由基途径及其差异；接着，分析了改性以及生物质原料对两种不同活化途径之间的转化影响；最后，展望了BC活化PS应用及机理研究的发展方向。     

过硫酸盐和过氧单硫酸盐的活化及在烟气污染物去除中的研究

综述了过硫酸盐(PS)和过氧单硫酸盐(PMS)的活化方法及机理,以及基于PS和PMS开展的烟气多污染物脱除研究和建立的脱除方法。PS和PMS可通过过渡金属、加热、紫外光、超声波和碳基材料等活化产生硫酸根自由基,具有强氧化性,可去除多种烟气污染物。另外对比分析了PS和PMS在烟气污染物脱除中的优势与不足,并对PS和PMS应用于燃煤烟气污染物脱除行业进行了展望。     

等离子体改性海绵铁活化过硫酸盐处理含酚废水

采用低温等离子体技术对海绵铁表面进行改性,并将其用于活化过硫酸盐（PS）处理含酚废水。通过氮气等温吸附（BET）、X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）等手段对改性前后的海绵铁进行表征分析。以苯酚为目标污染物,通过静态实验考察催化剂投加量、催化剂/PS摩尔比、pH和苯酚初始浓度对等离子体改性海绵铁活化PS处理含酚废水的影响。结果表明,改性后的海绵铁比表面积、孔容及孔径均有增大,活化PS能力显著提高;在最佳反应条件（等离子改性海绵铁的投加量为0.4g/L,催化剂/PS摩尔比为1∶15,溶液pH为2,苯酚的初始浓度为250mg/L）下,苯酚的去除率可达95%;反应过程符合二级反应动力学,主要是硫酸根自由基和羟基自由基起氧化作用。等离子体技术改性海绵铁活化过硫酸钠可有效去除水中苯酚,为实际含酚废水的处理提供一些思路。     

螯合树脂原位制备载铁炭基催化剂活化过硫酸盐降解染料X-3B的研究

采用吸附铁的螯合树脂原位制备炭基催化剂,用于活化过硫酸盐(PS)降解偶氮染料X-3B。通过比表面积分析、扫描电镜和X射线衍射等分析手段对其表面性质等进行表征,考察了不同活化制备温度和操作条件对X-3B脱除率的影响。结果表明,800℃原位制备的炭基催化剂具有最优的活化PS性能,催化剂质量浓度为0.05 g/L、PS质量浓度为5.4 g/L、染料初始质量浓度为100 mg/L、体系初始p H为5、温度为298 K时,反应60 min可将X-3B完全降解。自由基猝灭实验表明,该降解反应中的主要活性物质为硫酸根自由基(SO₄^-·)。     

废塑料掺合量及改性剂对塑料混凝土性能的影响

采用聚乙烯醇(PVA)改性聚苯乙烯(PS)制备改性PS,并将其作为细骨料替代河沙制备PS塑料混凝土,对PS塑料混凝土的力学性能、保温性能以及耐久性能进行测试。结果表明:改性PS混凝土的性能相比未改性PS混凝土显著提升。改性PS加入量为10%时,PS塑料混凝土(B10)的抗压强度为36.7 MPa,并且抗压强度跟密度之间存在线性关系。且B10混凝土的劈裂抗拉强度最大为5.56 MPa,导热系数较低,耐久性能较好。因此,制备的B10混凝土可以用于建筑节能保温领域。     

纳米莫来石/聚苯乙烯复合材料性能研究

采用优质煤系高岭土煅烧制备的纳米莫来石(nano-mullite)对聚苯乙烯(PS)进行改性研究,通过机械共混的方法制备了nano-mullite/PS复合材料.实验探讨了纳米莫来石的表面状态及其含量对复合材料力学性能的影响.实验结果表明:2%的偶联剂包覆改性的纳米莫来石改性PS的效果最为显著;纳米莫来石加入量为2.5%左右时,改性PS的拉伸强度和缺口冲击强度达到峰值.     

改性活性炭催化过硫酸盐处理甲基橙废水

为获得低成本、高效率的偶氮染料废水处理方法,采用改性活性炭催化过硫酸盐(PS)氧化降解甲基橙染料废水。通过单因素实验分别研究改性活性炭、PS及Fe²⁺浓度对甲基橙降解的影响,降解过程遵循拟一级动力学模型,反应速率常数为0.0757~1.7178 min^-1。采用Box-BehnkenDesign响应面研究各因素及其交互作用对甲基橙降解的影响,各因素贡献排序为:催化剂投加量>PS浓度>Fe²⁺浓度,最佳反应条件:催化剂投加量为0.73 g/L、PS浓度为2.0 mmol/L、Fe²⁺浓度为1.08 mol/L。对改性活性炭催化PS氧化降解甲基橙染料废水的机理进行探究,电子顺磁共振波谱实验表明降解体系中存在羟基自由基和硫酸根自由基,自由基猝灭实验表明改性活性炭表面的羟基自由基在甲基橙降解过程中起重要作用。     

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。     

热活化过硫酸钠耦合甲酸技术去除水溶液中六价铬与三氯乙烯复合污染

采用热活化过硫酸钠(PS)耦合甲酸(FA)技术处理水溶液中三氯乙烯(TCE)与六价铬[Cr(Ⅵ)],并考察温度的影响以及复合污染的处理效果。结果表明,50℃时,当过PS和FA浓度均为100 mmol/L时,单独TCE或Cr(Ⅵ)分别在45 min和60min内基本完全去除。在TCE和Cr(Ⅵ)复合污染体系中,升高温度可提升复合污染的去除效率;TCE对Cr(Ⅵ)的还原具有轻微促进作用,而Cr(Ⅵ)会抑制TCE的降解。电子顺磁共振(EPR)试验证实了热活化PS耦合FA体系中羟自由基(·OH)和二氧化碳阴离子自由基(CO_2~(·-))的存在。     

棉织物表面聚合改性及纳米银对其功能化整理

利用电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合(ARGET-ATRP)方法,将甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯(DMAEMA)接枝聚合到棉织物表面,进一步季铵化使其带有正电荷;制备了具有不同颜色的各向异性纳米银颗粒,并将其对改性织物进行染色。扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)证明单体成功聚合到织物表面,透射电镜(TEM)、紫外―可见吸收光谱证明各向异性纳米银的存在;纳米银对改性棉织物染色可赋予织物亮丽的色泽,同时还赋予其优良的抗菌性能和抗紫外线性能。