二乙基羟胺-臭氧体系降解邻苯二甲酸二甲酯的机理学研究

本研究采用二乙基羟胺（DEHA）促进臭氧（O3）降解水中邻苯二甲酸二甲酯（DMP）,并建立了强化O3氧化能力的O3/DEHA体系。主要探索了在O3/DEHA体系中pH、DEHA投量、臭氧通量和DMP投量对该体系的影响及体系的氧化机理,并通过气相色谱/质谱（GC/MS）对DMP的降解产物进行了分析。结果表明：DEHA能够有效促进臭氧的分解且在酸性条件下（pH=3）明显提高DMP的降解率,DEHA投量为25μΜ时促进效果最佳;DMP降解速率随臭氧通量的增加而增加,随DMP浓度的增加而减小,通过动力学计算,该反应符合拟一级动力学反应;投加叔丁醇（TBA）能够明显抑制DMP的降解,验证了在酸性条件下,·OH对DMP的降解起主要作用;通过产物分析可推导出O3/DEHA体系中DMP 的降解途径主要从苯环上碳链的断裂开始,中间生成酸类和脂类化合物,最终矿化为水和二氧化碳。     

浮石催化水中臭氧分解研究

为考察浮石表面化学性质对水中臭氧分解的影响,测定了浮石催化水中臭氧分解的速率常数并探讨催化臭氧分解的途径．结果表明:浮石促进水中臭氧一级分解速率常数提高了37.4％;利用叔丁醇捕获生成的羟基自由基,催化臭氧分解速率常数降低了45.2％,浮石催化臭氧分解生成了羟基自由基;浮石表面羟基密度与催化臭氧分解率成正相关;随着溶液初始pH值增大,单独臭氧分解和浮石催化臭氧分解率均增加;由浮石pH_pzc决定的表面电荷状态与催化臭氧分解效果有关,表面接近电中性时对催化臭氧分解有利．水中臭氧分解主要发生在浮石表面,浮石表面的金属氧化物可能是催化水中臭氧分解的活性物质．     

改性SBA-15负载羟基氧化铁制备及在臭氧催化中的应用

目的为提高处理难降解有机物的作用效果,在臭氧催化反应中加入催化剂,从而促进臭氧产生大量的羟基自由基,增强臭氧的氧化性．方法以对臭氧起着良好催化作用的羟基氧化铁作为基础,利用介孔材料SBA-15的孔道结构,把两者结合起来制备改性SBA-15负载羟基氧化铁．结果改性SBA-15负载羟基氧化铁降解硝基苯效率从原来的38．47％提高至72．35％．与羟基氧化铁对比：改性SBA-15负载羟基氧化铁的降解效果比羟基氧化铁高4．2％,比表面积比羟基氧化铁大37．48m^2／g,铁溶出量是羟基氧化铁的1／20．结论笔者制备的改性SBA-15负载羟基氧化铁具有机械强度高、比表面积大、铁溶出量少的特点,能够在臭氧催化中提高硝基苯的降解效率．     

聚合硅酸铁催化臭氧氧化硝基氯苯的效能

为了考察实验室合成的聚合硅酸铁在臭氧氧化过程中的作用以及在实际工程中的应用价值,用聚合硅酸铁为催化剂,研究了在静态试验和连续流实验两种反应体系中催化臭氧氧化去除硝基氯苯(CNBs)的效能.静态实验结果表明,在去离子水本底条件下,催化臭氧氧化与单独臭氧氧化相比可以使2-氯硝基苯(oCNB),3-氯硝基苯(mCNB)和4-氯硝基苯(pCNB)去除率分别提高41%、39%和46%;在自来水本底条件下也可分别提高27%、30%和27%;在以自来水为本底的连续流实验中聚合硅酸铁催化臭氧氧化与单独臭氧氧化相比可使oCNB、mCNB和pCNB的去除率分别提高20%、24%和20%.叔丁醇对催化臭氧氧化的抑制作用表明聚合硅酸铁催化臭氧氧化CNBs的作用机理是以羟基自由基为主的间接氧化过程.     

臭氧及臭氧/蜂窝活性炭降解苯酚的研究

本文使用连续流动反应器分别对单独臭氧(O_3)和O_3/蜂窝活性炭(O_3/HAC)体系中模拟含酚废水(苯酚水溶液)中苯酚的降解进行了研究.考察了溶液p H值、停留时间和臭氧质量浓度对苯酚及COD去除率的影响.研究结果表明,碱性条件有利于苯酚的降解,苯酚和COD的去除率均随停留时间和臭氧质量浓度的增大而提高.在O_3/HAC体系中,模拟含酚废水中苯酚和COD去除率明显高于单独O_3体系.在单独O_3体系中,当溶液的p H值为10.5,臭氧质量浓度为15 mg/L,停留时间为55 min时,苯酚的去除率接近90%,COD的去除率接近75%.在O_3/HAC体系中使用上述条件苯酚的去除接近97%,COD的去除率接近90%.碱性环境下,使用自由基捕获剂(叔丁醇)对苯酚和COD降解机理的初步研究表明,该条件下HAC对苯酚及其降解产物分解的促进作用可能源于HAC对O_3自分解生成自由基反应的促进作用.     

臭氧氧化降解除草剂扑草净实验研究

利用臭氧氧化去除水中三嗪类除草剂扑草净,探讨不同反应条件对扑草净降解效率的影响.结果表明,随着pH值和温度的增加,扑草净去除率先增大后减小,存在一个最佳pH值8.17和最佳反应温度28℃.随臭氧投量的增加,扑草净降解速率提高;扑草净初始质量浓度增加,扑草净降解效率减小.低质量浓度腐殖酸（0.2 mg/L）可以促进扑草净的降解,但是高质量浓度的腐殖酸对扑草净去除有抑制作用,当腐植酸投量为2.5 mg/L、5 mg/L时,扑草净去除率分别从不投加腐殖酸时的87.1%降低至83.94%、74.58%.碳酸氢根对扑草净去除有抑制作用,且随着碳酸氢根质量浓度的增大,抑制作用越明显,投加碳酸氢根质量浓度为2.0 mmol/L时,扑草净的去除率从不投加碳酸氢根时的87.1%降低至64.0%.     

羟基磷酸铜催化降解对硝基苯酚的研究

水热法制备了羟基磷酸铜催化剂,并在过氧化氢存在下,研究了用羟基磷酸铜为催化剂催化降解对硝基苯酚.试验了催化剂用量、过氧化氢用量、pH值、温度、初始浓度等条件对降解过程的影响.结果表明,羟基磷酸铜具有优良的催化降解对硝基苯酚的性能,少量加入羟基磷酸铜催化剂即可大大加快对硝基苯酚的降解速度;催化剂用量越大,过氧化氢用量越大,降解速度越快;升高pH值则降解速度变慢,优化的pH是2～3;温度升高可加快降解速度.     

真菌毒素的臭氧降解研究进展

真菌毒素容易污染粮食及其他食品基质,不仅造成粮食产量、品质降低,而且存在重大食品安全隐患.具有杀菌效果好、无残留、无二次污染等诸多优点的臭氧氧化杀菌技术在真菌毒素降解中具有巨大的应用价值.介绍了目前真菌毒素的流行情况和降解方法,重点论述了臭氧对真菌毒素的降解研究以及臭氧降解机理和产物的安全性评价,此外还综述了臭氧处理对试样品质的影响,以期为臭氧在真菌毒素降解中的应用提供理论参考.     

气相中二甲苯的臭氧和光降解研究

用紫外线、臭氧降解气相中二甲苯（邻、间、对二甲苯）,分别考察了在不同的反应条件下二甲苯的降解情况。比较了在空气或氮气的不同反应系统中二甲苯的降解情况,并对二甲苯在空气中的光降解产物及其反应历程进行了探讨;实验结果表明,在相同条件下邻二甲苯的光降解速率最大,二甲苯的光降解过程中都有中间产物生成。     

制备条件对Fe-NiOx催化过硫酸氢钾的影响

采用溶胶凝胶法制备不同金属元素比例素比例的前驱体,并将得到的前驱体分别在400℃、500℃、600℃焙烧得到铁镍双金属氧化物(Fe-NiOx)催化剂。以邻苯二甲酸二甲酯(DMP)降解率为标准衡量焙烧温度、金属元素比例制备的Fe-NiOx催化剂活化过硫酸盐(PMS)的能力,同时探讨了体系中PMS与DMP浓度比、Fe-NiOx催化剂投量对异相催化体系氧化能力的影响。结果显示,前驱体焙烧温度为400℃、500℃时,催化剂能力基本相同,DMP降解率分别为由16.54％、17.84％,当温度上升至600℃,DMP降解率显著提升至35.35％,表明600℃得到的催化剂具备更强的活性;在600℃条件下焙烧制得的不同金属元素比例的Fe-NiOx催化剂,c(Fe):c(Ni)=1:4、1:2、1:1、2:1、4:1制备的催化剂,DMP降解率分别为22.61％、32.63％、35.35％、38.60％、39.14％,Fe相对含量的增加提升了体系氧化能力,可能是催化剂表面成分因Fe增加而发生改变以及多价态之间的循环促进反应;PMS与DMP浓度比例由5:1上升至20:1时,DMP降解率达到45.79％,继续提升浓度比促进作用不显著,增加催化剂投量DMP降解率与改变反应物浓度比具有相似的趋势,确定最佳实验条件为PMS与DMP浓度比为20：1、Fe-NiOx催化剂投量为200mg/L。投加自由基抑制剂叔丁醇(TBA)、乙醇(EA),DMP降解率由49.85％分别降至21.44％、19.24％,表明体系中产生氧化物中主要为羟基自由基(·OH)以及少量硫酸根自由基(·SO4-)。     

混凝法去除水体中邻苯二甲酸二甲酯

研究采用强化混凝法去除水体中特征性有机污染物邻苯二甲酸酯类化合物（PAEs）。以邻苯二甲酸二甲酯（DMP）为目标物,阳离子混凝剂聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDMDAAC）与聚丙烯酰胺（CPAM）为混凝剂,对含DMP的水体进行强化混凝处理,混凝处理后水体中DMP的残余浓度采用高效液相色谱法（HPLC）测定。研究内容还包括混凝剂的投加量、pH值、静置时间对去除效果的影响,试验获得了较好的研究结果。研究结果表明PDMDAAC与CPAM复合使用后的去除效果优于单一混凝剂PDMDAAC的去除效果,当水体中DMP浓度为0．50mg／L,PDMDAAC与CPAM投加量分别为50mg／L与2．5mg／L,pH为6．0及沉降时间3h时,DMP最大去除率可达99．87％。采用混凝法去除水体中PAEs操作简便,如将该方法用于实际供水中有利于将水体中的PAEs与浊度同时去除。     

磷钼钒杂多酸催化合成邻苯二甲酸二丁酯

以磷钼钒杂多酸为催化剂,邻苯二甲酸酐和正丁醇进行反应合成邻苯二甲酸二丁酯（DBP）.探讨反应过程中各影响因素,并通过正交试验得出最佳合成条件：邻苯二甲酸酐和正丁醇摩尔配比1∶2.4,反应温度120℃,催化剂用量为邻苯二甲酸酐质量的3%,反应时间2 h,在此条件下DBP产率可达94.20%.     

硫酸氢钠催化合成邻苯二甲酸二环己酯

研究了邻苯二甲酸酐和环己醇在硫酸氢钠催化下的反应.考查了催化剂用量、反应时间、酸醇物质的量的比及带水剂用量对反应的影响.结果表明:当邻苯二甲酸酐为0.2 mol,环己醇为0.56 mol,催化剂硫酸氢钠为1.6 g,反应时间为5 h,二甲苯带水剂为40 mL时,邻苯二甲酸二环己酯的收率为88.6%,产品熔点为63～65 ℃.通过元素分析、红外光谱分析、核磁氢谱对产品进行了结构表征.该催化剂具有催化效果好,使用量少,酯化率高,环境污染小,价格低廉易得等特点.     

紫外/臭氧复合杀灭水中细菌性能研究

为开发一种高效灭菌方法,研究了UV/O3的复合灭菌性能,对紫外辐射、臭氧和羟基自由基等在体系中的各自作用进行探讨,同时考察pH值、温度等对灭菌效果的影响.结果表明,UV/O3较单独紫外或臭氧灭菌时效果有所提高,在初始臭氧质量浓度为5.02mg·L-1,液面紫外辐射强度为6.5mW·cm-2,灭菌时间1.5～9.0s时,UV/O3对细菌总数灭菌率达3.6～6.4,单独紫外时为1.8～4.7,单独臭氧时仅为1.6～3.0.羟基自由基的产生是复合灭菌效果增加的主要原因.随紫外辐射强度和臭氧投加量的增加,复合灭菌作用得到提高.pH值在5.5～8.5变化时,UV/O3灭菌效果随原水pH值的增加略有提高.温度由10℃上升到27℃时,灭菌效果稍有下降.由此可见,UV/O3是一种高效可行的水体灭菌技术。     

盐酸羟胺的硫氰酸铁测定法

基于盐酸羟胺将Fe^3＋还原为Fe^2＋的原理，研究了测定盐酸羟胺的新方法。用硫氰酸钾作Fe^3＋的显色剂，藉硫氰酸铁褪色光度法间接测定了盐酸羟胺，最大吸收波长在475nm，盐酸羟胺质量浓度在0．4～9．6mg／L内服从比尔定律，其回归方程为A=0．0043ρ＋0．2305，相关系数r为0．9988。回收试验表明拟订方法准确可靠，方便快捷。     

Catalytic ozonation of phenol and oxalic acid with copper-loaded activated carbon

A novel heterogeneous catalytic ozonation process in water treatment was studied, with a copper-loaded activated carbon (Cu/AC) that was prepared by an incipient wetness impregnation method at low temperature and tested as a catalyst in the ozonation of phenol and oxalic acid. Cu/AC was characterized using XRD, BET and SEM techniques. Compared with ozonation alone, the presence of Cu/AC in the ozonation processes significantly improves the degradation of phenol or oxalic acid. With the introduction of the hydroxyl radical scavenger, i.e., turt-butanol alcohol (t-BuOH), the degradation efficiency of both phenol and oxalic acid in the Cu/AC catalyzed ozonation process decreases by 22% at 30 min. This indicates that Cu/AC accelerates ozone decomposition into certain concentration of hydroxyl radicals. The amount of Cu(Ⅱ) produced during the reaction of Cu/AC-catalyzed ozonation of phenol or oxalic acid is very small, which shows that the two processes are both heterogeneous catalytic ozonation reactions.     

臭氧化降解水中硝基氯苯I.动力学和过程分析

对典型难生物降解有机污染物对硝基氯苯(pCNB)、间硝基氯苯(mCNB)、邻硝基氯苯(oCNB)3种同分异构体的臭氧化过程进行比较研究.采用直接法测定3种硝基氯苯(CNBs)与臭氧反应的速率常数,利用竞争动力学测定CNBs与羟基自由基(.OH)的反应速率常数,同时检测臭氧化过程的无机碳(IC)、Cl-、NO3-变化以及H2O2的生成情况.3种CNBs与臭氧直接反应的速率常数分别为1.6、1.5、1.6 L/(mol.s),以硝基苯和氯苯参考化合物,测得CNBs与.OH的反应速率常数分别为2.6×109、2.8×109、3.2×109L/(mol.s);考察CNBs的臭氧化过程发现,氧化体系的pH呈减小的趋势,同时溶液颜色由无色突变到黄色然后迅速恢复到无色,体系中的无机碳(IC)、Cl-、NO3-逐渐升高,不同氧化阶段,均有H2O2产生,当目标物pCNB质量浓度为50 mg/L时,H2O2的最大质量浓度能达到1.8 mg/L.整个臭氧化过程CNBs氧化去除达到99%时,而TOC去除率仅为45%左右.CNBs在臭氧氧化的降解过程是以自由基反应为主,认为反应过程中产生的H2O2起到催化臭氧化的作用,同时单独臭氧化很难完全将体系有机物完全矿化.