高温改性钢渣活化过硫酸盐降解甲基橙和苯酚的反应机制

采用高温改性钢渣活化过硫酸盐(peroxymonosulfate,PMS)降解甲基橙(methyl orange,MO)和苯酚(phenol,AR)。考察了改性钢渣投加量、PMS浓度、初始pH值、反应温度对MO和AR降解效果的影响。在改性钢渣质量浓度为9.0 g/L、PMS物质的量浓度为12.0 mmol/L、初始pH值为7.0、反应温度为25℃的条件下,反应90 min,30 mg/L MO和15 mg/L AR的降解率分别达到90.5%和100%。材料表征分析结果表明,高温改性钢渣比表面积增大、孔隙率高、催化氧化PMS性能好,且重复利用仍有较好的原位恢复性能。自由基淬灭和电子顺磁共振波谱实验说明,高温改性钢渣/PMS反应体系存在非自由基(1 O 2)和自由基(SO_(4)^(-)·和·OH),发挥了碱活化PMS和铁氧化物活化PMS的共同作用,最终将MO和AR降解为小分子物质。

PVA/CS多孔复合材料的制备及其对甲基橙的吸附性能研究

现阶段随着印染行业迅速发展,在为大众提供更多选择的同时,也导致污染问题日益严重。印染行业生产过程中,不可避免使用颜料和染料为其产品上色,此过程中会有污染物产生。目前,关于染料治理的研究得到重点关注。本文以聚乙烯醇/壳聚糖(PVA/CS)这一多孔复合材料为基础,探究该材料制备工艺,并通过实验,证明其对酸性染料的吸附性能。最终结果表明:制备的PVA/CS多孔复合材料,具备吸附酸性染料的功能,尤其是吸附甲基橙这一纺织工业常用染料效果良好。

电化学氧化法处理甲基橙废水COD的试验研究

采用电化学氧化法处理甲基橙废水,研究了电极电压、电极间距、甲基橙废水浓度、甲基橙废水pH值、NaCl质量浓度、反应时间等因素对废水中化学需氧量(COD)去除率的影响。试验结果表明,在电极间距2.0 cm、电解电压20 V、初始甲基橙溶液pH=3、NaCl质量浓度0.5 g/L、反应时间为30 min的条件下,电化学氧化处理甲基橙废水(质量浓度为500 mg/L,COD为1200 mg/L),其出水COD的去除率可达90%以上,甲基橙废水处理效果良好,方法可行。

茶叶基多孔炭的制备及对甲基橙吸附的研究

为减少废弃茶叶对环境的污染以及增加其高附加值,以废弃茶叶为碳源,采用化学活化法制备出茶叶基多孔炭。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和氮气等温吸附对所得多孔炭进行表征,研究了其对甲基橙(MO)废水的吸附性能并分析了多孔炭对MO的等温吸附模型和动力学模型。结果表明,制备出的茶叶基多孔炭具有丰富的孔隙结构,其中NaOH作为活化剂制备的多孔炭HPC-NaOH比表面积达到3026 m^(2)/g,其中微孔面积为2811 m^(2)/g,总孔体积为1.54 m^(3)/g。当MO初始质量浓度为200 mg/L,HPC-NaOH投加量为1.5 g/L时,HPC-NaOH的最大吸附量为1264.66 mg/g,MO去除率高达94.85%。多孔炭HPC-NaOH对MO的吸附过程符合Langmuir吸附等温模型和准二级动力学模型,表明吸附过程属于单分子化学吸附类型。

暴露高活性晶面TiO_(2)的制备及其对甲基橙的光催化降解性能研究

以硫酸钛[Ti(SO_(4))_(2)]作钛源,以氢氟酸作形貌控制剂,通过一锅水热法制备了暴露高活性{001}晶面的TiO_(2)光催化剂,采用SEM、TEM、XRD、XPS等方法对催化剂进行表征。以甲基橙染料为目标降解物,考察了原料的配比、反应温度、反应时间等因素对TiO_(2)光催化剂降解效果的影响。结果表明,当F/Ti摩尔比为1.0,水热反应温度为180℃,水热反应时间为12 h时制备的TiO_(2)催化剂性能最佳,对甲基橙的降解率可达到92.5%。TiO_(2)对甲基橙的光催化降解符合一级动力学过程。

阳离子型聚N-羟甲基丙烯酰胺水凝胶的制备及其对废水中甲基橙的吸附性能研究

采用水溶液聚合法制备了阳离子型聚N-羟甲基丙烯酰胺水凝胶(CPNMA),并对其吸附废水中甲基橙(MO)的性能进行探究。利用SEM、FT-IR、TG及XPS对CPNMA进行表征。通过吸附动力学和吸附等温线模型拟合发现,在25℃下CPNMA对MO的吸附行为更符合拟二级动力学和Langmuir等温吸附模型,吸附平衡时间为960 min,理论最大吸附量为371.6 mg/g。分析了吸附温度和溶液pH对吸附效果的影响,结果表明,在吸附温度为35℃及溶液pH=6时CPNMA可以呈现出最佳的吸附效果。综合分析,CPNMA的吸附机理包括氢键、静电作用、范德华力、n-π相互作用、表面吸附和孔隙填充。

聚乙烯亚胺修饰的聚氨酯泡沫对甲基橙和茜素红的吸附性能研究

制备了聚乙烯亚胺修饰的聚氨酯泡沫(PEI-PUF),考察了合成条件对制备吸附剂性能的影响,研究了PEI-PUF对水溶液中甲基橙和茜素红的吸附性能。研究结果表明:平衡时间为60 min,准一级动力学模型能更好地描述PEI-PUF-30对甲基橙和茜素红的吸附动力学过程;在酸性条件下PEI-PUF-30对甲基橙和茜素红的吸附量较大,吸附量随着pH值的增加而降低,PEI-PUF-30对甲基橙在较宽的pH值范围内(pH<9.8)存在较高的吸附量;Freundlich模型对实验数据的拟合结果较好,PEI-PUF-30对甲基橙和茜素红的最大吸附量分别为128.28和98.76 mg·g^(-1),相比之下对甲基橙有更高的吸附亲和性;随着温度的升高,PEI-PUF-30对甲基橙和茜素红的吸附量增大,表明该过程为吸热反应。

非均相Fenton降解甲基橙染料废水流化床实验

在(25±5)℃下,将β-FeOOH负载在SiO_(2)上得到β-FeOOH/SiO_(2),作为非均相Fenton催化剂,在流化床装置中探究对甲基橙染料废水的降解效果及降解机制,结合XRD、FT-IR表征手段探究β-FeOOH/SiO_(2)在流化床工艺中的适用性、循环利用性以及稳定性。结果表明,β-FeOOH/SiO_(2)添加量为5.00 g/L,H_(2)O_(2)添加量为0.031 L/L,反应83 min,对250 mg/L甲基橙染料废水的去除率可达100%,COD去除率为88.36%,TOC去除率为67.5%。β-FeOOH/SiO_(2)与流化床结合具有适用性较广、去除率高等优点。

甲基橙-Fenton体系褪色光度法测定湿水的抗氧化性

芬顿体系分光光度法已广泛应用于测定物质的抗氧化性,但目前还未有对应的抗氧化性标准检测方法。本试验旨在研究建立一种测定保湿水抗氧化性的方法。以甲基橙为捕获剂,捕获芬顿体系产生的羟基自由基,以清除率为指标,使用分光光度计检测样品的抗氧化性。以维生素(Vc)为对比,采用清除DPPH自由基法和加标回收率验证方法的准确度。结果表明,不同品牌的保湿水清除DPPH自由基的能力与清除羟基自由基的能力顺序相同,加标回收率也符合分析测定要求。

La^(3+)掺杂TiO_(2)粉体的高分子网络凝胶法制备工艺优化及其光催化降解甲基橙性能(英文)

采用高分子网络凝胶法制备La^(3+)掺杂TiO_(2)粉体,通过正交实验优化制备工艺,采用比表面积测试(BET)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见光谱仪(UV-Vis)和扫描透射电子显微镜(STEM)对TiO_(2)粉体的晶体结构和光吸收性能进行了表征,并以甲基橙为目标进行了光催化降解实验。结果表明:高分子网络凝胶法制备La^(3+)掺杂TiO_(2)粉体时对TiO_(2)光吸收波长影响最大的是煅烧温度,其次是掺杂量,最后是保温时间;正交实验得到的最优制备条件为:La^(3+)掺杂量为0.5%mol、煅烧温度为800℃,保温时间为30 min;煅烧温度过高与过低都不利于提高La^(3+)掺杂TiO_(2)的光催化活性,其存在一个最佳的温度范围:650~700℃;La^(3+)掺杂抑制了锐钛矿相向金红石相的转变,也抑制了晶粒的长大,但当La^(3+)掺杂量为1.0%mol时,其光催化效果最好;二氧化钛光催化降解甲基橙是零级反应,掺杂并没有改变光催化反应类型。

生物炭热解温度对TiO_(2)/生物炭复合材料光催化降解甲基橙的影响

以热解法制备不同温度的玉米秸秆生物炭(BC-i)(i=400℃、500℃、600℃、700℃、800℃和900℃),并通过超声辅助真空浸渍法制备了一系列TiO_(2)/生物炭复合材料(TBC-i)。结果表明:TBC-i光催化活性的提高可归因于生物炭良好的结构特性、BC与TiO_(2)之间增强的化学相互作用以及促进的光生电子-空穴的分离和转移效率。TBC-i的光催化活性均高于纯TiO_(2),TBC-800表现出最佳的光催化活性,在催化剂投加量为7g/L时,TBC-800催化剂经模拟日光照射270min后对50mg/L MO的去除率为93.02%。TBC-i复合材料的制备在一定程度上为模拟有机污染物在太阳光下的降解提供了思路。

废白土炭对印染废水中甲基橙的吸附研究

本研究以油脂精炼行业副产物废白土(SBE)为原料,通过缺氧高温热解法制备废白土炭(SBE@C),用以吸附去除印染废水中的染料甲基橙。研究结果显示,1、2、3 g/L的SBE@C对甲基橙的吸附容量在180 min时分别为12.53、7.14、5.12 mg/g,其吸附动力学更符合伪二级动力学模型,吸附等温线更符合Freundlich模型。进一步研究SBE@C对于复合染料(甲基橙-曙红Y-茜素红)的吸附性能,考察了溶液离子强度及共存阴离子对SBE@C吸附能力的影响,结果表明,共存Cl-对SBE@C吸附能力的抑制作用随离子强度的增加而增加,CO_(3)^(2-)、Cl^(-)、PO_(4)^(3-)和SO_(4)^(2-)4种共存离子对SBE@C吸附染料均存在抑制作用。

乙二胺改性柚皮粉对甲基橙的吸附机理探究

以柚皮粉为原料,经环氧氯丙烷氯代和乙二胺接枝,成功制备了乙二胺改性柚皮粉吸附剂,并将其用于甲基橙废水处理。实验结果表明,乙二胺改性柚粉对甲基橙的最优吸附条件为pH=5,投加量为0.05 g,4 h后平衡,吸附率为92.77%,同比未改性柚皮粉的吸附率提升了62.91%。其吸附过程符合准二阶动力学方程和Langmuir模型,以化学吸附为主,常温下为自发放热过程。研究结果可为改性农林废弃物对阴离子染料废水处理提供参考。

负载型三维电极处理甲基橙废水的动力学和降解机理研究

采用化学共沉淀法制备负载型Fe_(3)O_(4)-MnO_(2)/GAC粒子电极,通过三维电极系统处理甲基橙废水,探讨甲基橙和COD降解的反应动力学,并运用紫外-可见光光谱分析甲基橙的降解机理。结果表明:降解甲基橙和COD反应均为一级反应,粒子投加量为50 g·L^(-1),溶液p H为7,溶液温度为45℃时反应速率常数最大,降解甲基橙和COD的反应活化能分别为3.4442×10^(4)J·mol^(-1)和1.5299×10^(4)J·mol^(-1)。此外,根据紫外-可见光光谱推测甲基橙降解机理为偶氮式降解,强氧化物与甲基橙接触首先破坏发色基团,并且破坏偶氮键分解为多种芳香类物质;接着·OH进一步攻击苯环大π键,生成苯酚、对苯二酚等中间产物,最终被矿化为CO_(2)和H_(2)O。

氯化锌改性柚皮制作活性炭对甲基橙的吸附探究

用氯化锌(ZnCl_(2))对柚皮进行改性,利用改性后的柚皮制作活性炭并吸附甲基橙溶液。考察柚皮活性炭用量,吸附时间,甲基橙溶液浓度,pH和吸附温度等因素对吸附效果的影响。试验结果如下:改性柚皮活性炭对甲基橙溶液的吸附效果明显强于未改性的柚皮活性炭和普通活性炭,在改性柚皮活性炭用量为150 mg,吸附时间为100 min,甲基橙溶液浓度为200 mg/L,溶液pH值为6和吸附温度为35℃时有最佳吸附效果,吸附量为65.449 mg/g,去除率为98.173%。

不同粒度热改性煤矸石的制备及其对甲基橙的最佳吸附性能

以不同粒度煤矸石为原料,制备吸附甲基橙效果最佳的热改性煤矸石。研究发现,0.075 mm(200目)煤矸石在650℃煅烧2 h得到的热改性煤矸石对甲基橙的吸附性能最佳。由SEM和XRD可知在煅烧过程中煤矸石中有机物与部分碳挥发并且颗粒内部发生脱羟基反应,变得疏松多孔,煤矸石宏观层状结构被破坏,晶格缺陷增加,转化为活性偏高岭石,活化吸附位点增加。此热改性煤矸石对甲基橙的吸附最优条件为:吸附温度为25℃,吸附时间为1.5 h、热煤矸石加入量为0.2 g,甲基橙初始质量浓度为25 mg·L^(-1)。

N-CQDs/N-TiO_(2)复合光催化剂的制备及其催化降解甲基橙性能研究

采用水热法制备了一种新型的复合光催化剂N-CQDs/N-TiO_(2)。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)、固体荧光(PL)与比表面积仪(BET)等手段对其物相、形貌及光吸收性能进行表征,并研究了N-CQDs掺杂质量比对N-CQDs/N-TiO_(2)复合光催化剂对甲基橙光降解性能的影响。结果表明:与纯N-TiO_(2)相比,0.5%N-CQDs/N-TiO_(2)复合光催化剂对甲基橙溶液的降解效率为95.43%,这归因于N-CQDs可促进纯N-TiO_(2)对可见光的吸收,同时也可降低光生电子-空穴对的复合几率。捕获实验结果表明在可见光降解甲基橙过程中主要的活性物质为超氧基团(·O_(2)^(-))和光生空穴(h+),且·O_(2)^(-)占主要地位。

SiO_(2)@ZIF-67基复合材料对甲基橙的低温吸附性能研究

吸附法是处理有机废水技术中最简单而有效的方法,但在低温(低于10℃)时,材料的吸附性能急剧下降。通过在SiO_(2)@ZIF-67中引入氧化石墨烯(GO)、碳纳米管(CNTs)、二硫化钼(MoS_(2))制备了SiO_(2)@ZIF-67基复合材料(SiO_(2)@ZIF-67/GO、SiO_(2)@ZIF-67/CNTs、SiO_(2)@ZIF-67/MoS_(2)),并对其进行高温煅烧处理。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜以及氮气吸附-脱附等手段对材料结构进行表征,并研究其在低温环境下对甲基橙的吸附性能。结果表明:煅烧后复合材料以介孔结构为主,表现出优异的吸附性能,其中SiO_(2)@ZIF-67/GO(S)的比表面积可达303m^(2)/g,在5℃条件下对质量浓度100mg/L甲基橙溶液的最大饱和吸附量为332mg/g,饱和吸附量分别是SiO_(2)@ZIF-67/GO、活性炭的2.9倍和4.4倍;复合材料的吸附过程符合Freundlich模型和准一级动力学模型,吸附以物理吸附为主。

NiMgAl-LDHs的制备及其对甲基橙的吸附性能研究

以镍、镁、铝的硝酸盐和尿素为原料,利用水热法制备了具有良好吸附性能的镍镁铝类水滑石(NiMgAl-LDHs),并研究了其对甲基橙的吸附性能。通过X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和傅里叶红外光谱(FT-IR)等手段表征分析了材料的结构,并探究了时间、温度、投加量、溶液浓度和pH对材料吸附性能的影响,最后研究了NiMgAl-LDHs吸附甲基橙的动力学和热力学。结果表明:实验所制备的NiMgAl-LDHs尺寸均匀,结晶度高,比表面积为84.983 m^(2)/g;酸性条件更有利于材料吸附甲基橙,当pH值为3.0,吸附剂用量为10 mg,吸附时间为45 min时,NiMgAl-LDHs对50 mL浓度为40 mg/L的甲基橙溶液的去除率为99.0%,吸附过程更符合准二级动力学模型,用Langmuir模型能更好地对吸附热力学过程进行描述,最大吸附容量为250 mg/g。因此,本文制备的NiMgAl-LDHs能够高效、快速吸附去除甲基橙,在处理印染废水方面具有一定潜力。

Z型异质结1D/2D g-C_(3)N_(5)/g-C_(3)N_(4)的构建及可见光催化降解甲基橙

以三聚氰胺和3-氨基-1,2,4-三唑为原料,通过直接热聚合法制备1D/2D g-C_(3)N_(5)/g-C_(3)N_(4)异质结光催化材料。通过XRD,XPS,SEM等表征手段对光催化材料的晶型、化学组成、形貌以及光电化学性质等进行表征。以甲基橙(MO)为目标污染物,500 W氙灯作为可见光光源,研究1D/2D g-C_(3)N_(5)/g-C_(3)N_(4)异质结光催化材料的光催化活性,同时通过活性物质捕捉实验和电子顺磁共振波谱(e1ectron spin resonance,ESR)表征研究体系的活性物质。结果表明:一维g-C_(3)N_(5)纳米棒和二维g-C_(3)N_(4)纳米片的无序堆叠增加了活性位点的数量,g-C_(3)N_(5)与g-C_(3)N_(4)之间Z型异质结的形成,提高其对可见光的吸收强度和光谱范围,抑制了光电子-空穴的复合,g-C_(3)N_(5)与g-C_(3)N_(4)相似的π-π^(*)共轭体系的相互叠加降低了电荷转移的传质阻力,提高了其光催化活性。可见光照射30 min,20 mg的1D/2D g-C_(3)N_(5)/g-C_(3)N_(4)光催化材料对50 mL浓度为10 mg/L的MO溶液几乎降解完全,反应的表观速率常数为0.14836 min^(-1),循环使用5次后,1D/2D g-C_(3)N_(5)/g-C_(3)N_(4)光催化材料对MO的光催化降解率为92.2%,这说明其具有良好的稳定性。活性物质捕捉实验和ESR表征表明:1D/2D g-C_(2)N_(5)/g-C_(3)N_(4)光催化材料光催化降解MO体系的主要活性物质是·O_(2)^(-)和h^(+),且MO的光催化降解反应是一个复杂的断键和氧化过程。