稀土Ce改性TiO_2的制备及光催化降解苯甲羟肟酸的研究

通过溶胶-凝胶法制备Ce改性TiO_2(Ce/TiO_2)复合材料,并以选矿废水中残余的浮选捕收剂苯甲羟肟酸为对象来考察Ce/TiO_2的光催化降解活性;通过多种分析检测手段(X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)等)对所合成催化剂的结构、形貌、光吸收等物理化学性能进行一系列表征。表征结果表明:相较于纯TiO_2,Ce的掺杂可以有效抑制TiO_2晶粒的生长,增大改性后Ce/TiO_2的比表面积,从而提高其光催化活性;当掺杂量为0.20%时,其结晶度好、颗粒较均匀、具有较强的光吸收性能。苯甲羟肟酸的降解试验结果表明:当Ce的掺杂比为0.20%、煅烧温度为500℃,光催化活性最强,120 min后,苯甲羟肟酸降解率达90.98%(0.3 g·L-1的Ce/TiO_2),矿化率达82.8%。此外,Ce/TiO_2重复使用4次后,苯甲羟肟酸的光催化降解率无明显降低,表明Ce/TiO_2是一种有效稳定的光催化剂。     

微波活化对过硫酸盐降解典型选矿药剂苯胺黑药的影响

采用微波活化过硫酸盐的高级氧化技术处理选矿废水中残留的典型选矿药剂苯胺黑药,研究了反应条件、微波功率、过硫酸盐浓度、反应溶液初始pH、金属离子Fe2+和Cu2+、水中常见阴离子（Cl-、HCO₃-、NO₃-和SiO₃2-）等变化因素对苯胺黑药降解效果的影响,并对反应产物和降解机理进行了分析。结果表明:微波活化过硫酸盐能够有效降解苯胺黑药;随着微波功率和过硫酸盐投加浓度的增加,苯胺黑药的降解率也随之升高;当溶液初始pH=3时苯胺黑药的降解效果最好;较低浓度金属离子Fe2+和Cu2+的添加可以有效辅助活化过硫酸盐,促进反应体系中苯胺黑药的降解;水中常见阴离子Cl-、HCO₃-、NO₃-和SiO₃2-对苯胺黑药的降解均为抑制效果;在反应体系中氧化降解苯胺黑药的过程中微波热效应为主要作用,而且在反应过程中SO₄-·起主导作用;反应180 min后,苯胺黑药的矿化效率为45.27%;通过液相色谱检测,推测苯胺黑药经微波活化过硫酸盐体系处理后先被氧化为邻二苯酚,再进一步被氧化降解为其他小分子物质、二氧化碳和水。      

微波活化过硫酸盐降解典型选矿药剂丁基黄药的研究

为解决传统选矿废水中有机选矿药剂污染的问题,采用微波活化过硫酸盐技术氧化降解丁基黄药,分别考察了微波功率、过硫酸钾浓度、丁基黄药浓度及pH等因素对丁基黄药降解效果影响。结果表明,在微波活化过硫酸盐体系中,提高微波辐射时间和功率,以及增加过硫酸盐用量可以提高丁基黄药的降解率;丁基黄药在酸性条件下比在碱性条件下降解效果好。废水中存在的主要阴离子HCO3-,Cl-和SiO32-对丁基黄药的降解影响较小,但腐殖酸的存在对丁基黄药的降解具有一定的抑制作用。反应90 min后,微波活化过硫酸盐体系中TOC的去除率可以达到47.74%。通过自由基捕获实验证明微波活化过硫酸盐体系中参与降解丁基黄药的主要活性自由基是·SO4-。