Co2+活化过硫酸盐降解水中的磺胺甲噁唑

为了探究并优化钴离子(Co2+)活化过一硫酸盐(PMS)对水中抗生素的去除能力,以典型抗生素磺胺甲恶唑(SMX)为目标物,研究了反应体系对SMX的降解情况.考察了 Co2+投量、SMX浓度、PMS投量、温度和pH等因素对SMX降解效能的影响,并对反应体系的总有机碳(TOC)和活性物种进行分析.结果表明,常温条件下,Co...     

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-·。     

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)。     

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~(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。     

二氧化锰与钴离子协同活化PMS降解AO7的效能研究

采用二氧化锰与硫酸钴协同作用活化PMS,以AO7为目标污染物,研究了二氧化锰与硫酸钴投加量对于MnO_2/Co~(2+)/PMS体系降解AO7的影响,同时考察了该体系中其主要的活性物种。研究结果显示:MnO_2和Co~(2+)可以协同活化PMS使其降解AO7,增大MnO_2和Co~(2+)的投加量会提高AO7的去除效率,在该体系降解AO7的过程会产生少量的·OH和SO_4·-,其主要活性作用的物种为单线态氧(1O_2)。     

升温速率对污泥-赤泥炭活化过一硫酸盐的影响

将污泥-赤泥复配热解制备催化剂可实现大宗固废的资源化利用。活性位点对活性物种的生成具有重要作用。升温速率可调控污泥-赤泥炭基催化剂(RSDBC)表面活性位点的组成,影响过一硫酸盐(PMS)体系中活性物种的生成。使用10℃/min的热解升温速率制备的RSDBC活化PMS,在120 min内磺胺甲唑(SMX)的降解率可达99.6%。通过N₂吸附脱附、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对RSDBC进行表征。结果表明,当升温速率在5～10℃/min范围内增大时,比表面积、Fe(Ⅱ)、C=O、吡啶氮和吡咯氮含量均增大。此外,机理探究表明Fe(Ⅱ)、C=O、吡啶氮和吡咯氮可同时促进羟基自由基(·OH)、硫酸根自由基(SO₄^·-)和单线态氧(¹O₂)这3种活性物种的生成,有利于SMX的降解。RSDBC-10/PMS体系中¹O₂为主要的活性物种。     

亚铁活化过氧乙酸降解水中磺胺甲恶唑：投药策略和反应机理

为解决传统工艺难以有效降解水中抗生素类污染物的问题，采用亚铁离子(Fe²⁺)活化过氧乙酸(PAA)氧化降解水中典型抗生素类物质磺胺甲恶唑(SMX)。考察了PAA和Fe²⁺投加量、药剂不同投加策略对PAA活化和SMX降解的影响，并鉴定了参与反应系统的活性物种。结果发现，PAA和Fe²⁺浓度的适当增加，能提高SMX降解效率，但过量添加会抑制降解；从一次投加改为分次投加(投加相同的总量，但在特定的时间间隔内投加)和连续投加(投加相同的总量，但在反应时间内连续投加)时，SMX的降解效率显著提高；监测体系中Fe²⁺和PAA的浓度发现，分次与连续投加方式均改善了PAA的活化效果。自由基捕获实验结果表明，羟基自由基(HO·)、有机自由基和Fe^IVO²⁺均可能参与了SMX的降解；连续投加PAA策略下，HO·对SMX降解的贡献要大于一次投加和连续投加Fe²⁺策略。     

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。     

添加剂改性Fenton体系中Fe~(2+)再生过程及机制的对比

Fe~(2+)的再生直接决定Fenton体系产生·OH的能力。选取羟胺、对苯二酚、对苯醌、亚硫酸钠4种典型添加剂,通过分析不同改性Fenton体系中Fe~(2+)浓度、H_2O_2浓度、氧化还原电极电位(ORP),揭示了Fe~(2+)再生机制的差异,并进一步分析了不同添加剂与体系中H_2O_2及·OH的反应情况。结果表明:NH_2OH能快速使Fe~(2+)再生,但伴随其消耗,Fe~(2+)浓度不断降低。对苯二酚、对苯醌具有相似效果,两者均可大大强化Fe~(2+)的再生。与NH_2OH不同,两者在体系中可迅速建立醌循环,持续还原Fe~(3+),且以两种物质或其组合均可建立循环。与上述机理均不同,Na_2SO_3会先与·OH及H_2O_2反应,因而不能有效还原Fe~(3+)。实验还发现添加剂均存在与·OH的反应,其中Na_2SO_3还会消耗H_2O_2。     

Fe~(2+)活化H_2O_2/PS降解卡马西平的主要影响因素研究

采用亚铁离子活化H_2O_2/PS(过硫酸盐)降解水中的卡马西平(CBZ),对亚铁离子活化H_2O_2/PS降解卡马西平的影响因素进行了研究。结果表明,n(H_2O_2)/n(PS)为3∶1、Fe~(2+)的浓度为0. 1 mmol/L、pH=3、反应时间为30 min时,卡马西平的降解率达到62. 9%。增加Fe~(2+)的浓度能提高卡马西平的降解效率,增加卡马西平的初始浓度会降低卡马西平的去除率,但提高了卡马西平总的去除量。通过甲醇和叔丁醇淬灭实验验证了在亚铁离子活化H_2O_2/PS体系中HO·是主要的反应自由基。该研究为降解水中卡马西平提供了一种技术支持。     

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+)/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。     

Fe~(2+)/H_2O_2体系降解MB机制及影响因素研究

以亚甲基蓝(MB)作为目标污染物,实验研究了Fe~(2+)/H_2O_2体系降解MB的活性物质,明确了主要反应条件对MB降解的影响特性。结果表明:HO_2·没有直接降解MB的能力;Fe~(2+)/H_2O_2体系对MB的降解能力主要来自于·OH;Fe~(2+)/H_2O_2体系降解MB可分为快速反应阶段和匀速反应阶段。快速反应阶段的MB降解率随温度升高而下降。体系对MB降解能力随H_2O_2初始浓度增加呈现先升高后减弱的趋势,本实验条件下,最佳H_2O_2初始浓度为5 mmol·L~(-1)。体系对MB降解能力随Fe~(2+)初始浓度的增加而单调增加。MB降解速率随MB初始浓度的增加而增加,但MB降解率随其初始浓度呈现先增大后减小的趋势。保证·OH生成速率及其有效利用是提高体系氧化能力及H_2O_2利用率的关键。     

CoFe2O4的制备及其活化过硫酸盐降解磺胺甲恶唑

采用简单的共沉淀法在不同煅烧温度下成功合成了一系列铁酸钴材料（CoFe2O4-X），通过SEM，XRD，BET，XPS等表征手段对其结构组成进行了分析，并将其用于活化过一硫酸盐（PMS）以降解磺胺甲恶唑（SMX）。考察了催化剂投加量、PMS用量、pH值和无机离子对SMX降解的影响。结果表明，550℃煅烧温度下获得的CoFe2O4-550具有最佳的催化性能，在最佳反应条件下，20 min内，SMX的降解率可高达95%，且TOC去除率可达80%。同时，CoFe2O4-550/PMS反应体系具有较广的pH适用范围（pH=5.00-9.00）。CoFe2O4-550催化剂可磁性回收，具有较好的稳定性和重复使用性。自由基淬灭实验表明，在该降解反应过程中产生了大量的SO4-?和?OH自由基，并提出了相应的催化降解机理。这项工作将为有效处理含有SMX化合物的废水提供一种新思路。     

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。     

Fenton/过硫酸盐降解水中的4-乙酰氨基酚

以Fe~(2+)作为活化剂,活化H_2O_2和过硫酸盐(PS)降解水中的4-乙酰氨基酚(AC),考察了影响降解效果的主要因素。结果表明,AC降解率随着Fe~(2+)浓度的增加而提高,随着pH的增加而降低。采用Fenton/PS体系在弱酸性和中性条件下降解AC,AC降解率可分别达到88%和61%;在pH=8时仍有32%的AC降解率,扩大了pH的适用区域。甲醇和叔丁醇淬灭实验验证了在Fenton/PS体系中降解AC,HO·是主要的反应自由基。     

UV／负载TiO2对微量磺胺甲恶唑的氧化降解效能

采用溶胶凝胶法,以玻璃纤维网为载体负载TiO2薄膜。利用小试试验研究了UV/负载TiO2体系对水中微量磺胺甲恶唑（SMX）的降解效能及影响因素。结果表明UV/负载TiO2体系对纯水中SMX有较好的去除效果,且降解过程很好地符合一级反应动力学模型;SMX的初始浓度和溶液pH值对体系的氧化性能均有一定的影响,较低的初始浓度和较低的pH值均有利于体系对SMX的降解;H2 O2的投加浓度存在最佳值（当SMX初始浓度为300μg/L时,最佳投加量为10μg/L）;此外,正丁醇和KI的存在均会降低体系对SMX的降解速率,原因在于正丁醇和KI会与SMX分子竞争＆#183;OH。通过对实际水样加标降解的试验可知,水源水中的SMX较污水生化池出水中的SMX更易去除。     

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。     

不同猝灭剂对SO4·-和·OH高级氧化体系的猝灭效果

高级氧化技术(AOPs)对有机物有显著的降解能力,尤其对含有农药、染料、药物与个人护理品等难降解有机污染物废水的处理效果较好。研究者将AOPs引入有机废水的处理过程中。在AOPs降解有机污染物的研究中,常需要添加猝灭剂终止反应,以获得实验数据。探讨了不同种类猝灭剂对基于硫酸根自由基(SO_4·~-)和羟基自由基(·OH)的2种高级氧化体系的猝灭效果。用二价铁活化过硫酸盐法(Fe~(2+)/PS)与Fenton法(Fe~(2+)/H_2O_2)获得SO_4·~-和·OH,以罗丹明B(RhB)作为降解物,对比研究了亚硫酸钠(Na_2SO_3)、亚硝酸钠(NaNO_2)、抗坏血酸(AA)、甲醇(MeOH)、乙醇(EtOH)和叔丁醇(TBA)作为猝灭剂的猝灭效果。实验结果显示,在SO_4·~-氧化体系中,NaNO_2和AA的猝灭效果较好;而·OH氧化体系下,NaNO_2、MeOH、EtOH和TBA的猝灭效果更佳。